a) Chứng minh rằng số đường chéo của đa giác lồi n cạnh bằng \(\frac{n\left(n-2\right)}{2}\)
b) Tính số cạnh của một đa giác biết rằng số đường chéo của nó gấp đôi số cạnh
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta chứng minh khẳng định đúng với mọi n ε N* , n ≥ 4.
Với n = 4, ta có tứ giác nên nó có hai đường chéo.
Mặt khác thay n = 4 vào công thức, ta có số đường chéo của tứ giác theo công thức là: = 2
Vậy khẳng định là đúng với n= 4.
Giả sử khẳng định là đúng với n = k ≥ 4, tức là đa giác lồi k cạnh có
số đường chéo là
Ta phải chứng minh khẳng định đúng với n = k + 1. Nghĩa là phải chứng minh đa giác lồi k + 1cạnh có số đường chéo là Xét đa giác lồi k + 1 cạnh Nối A1 và Ak, ta được đa giác k cạnh A1A2…Ak có đường chéo (giả thiết quy nạp). Nối Ak+1 với các đỉnh A2, A3, …, Ak-1, ta được thêm k -2 đường chéo, ngoài ra A1Ak cũng là một đường chéo.Vậy số đường chéo của đa giác k + 1 cạnh là
+ k - 2 + 1 =
Như vậy, khẳng định cũng đúng với đa giác k + 1 cạnh
Đa giác lồi n cạnh có n đỉnh.
Chọn 2 điểm bất kì trong số các đỉnh của một đa giác ta được 1 cạnh hoặc 1 đường chéo của đa giác.
⇒Tổng số cạnh và đường chéo của đa giác bằng:
⇒ số đường chéo của đa giác lồi có n cạnh là:
Đặt n(n-3)/2 (*)
*)Với n=4 => có 4(4-3)/2=2
=> * đúng với n =2
*)Giả sử (*)đúng với n=k có => k(k-3)/2 với đa giác lồi có k cạnh
*) Ta chứng minh cho (*) đúng với n=k+1 <=> đa giác lồi k+1 cạnh có (k+1)(k-2)/2 đường chéo.
Thật vậy,để ý rằng,đa giác lồi có k cạnh nếu thêm 1 đỉnh sẽ có thêm k-1 đường chéo
=>
số đường chéo của đa giác lồi k+1 cạnh là :
k(k-3)/2 +k-1= (k^2-k-2)/2=(k+1)(k-2)/2 (đúng)
=> đpcm
Bài của bạn có thể tổng quát hoá như sau:
Chứng minh rằng trong mọi đa giác lồi với số cạnh chẵn, tồn tại đường chéo không song song với một cạnh nào của đa giác.
Solution:
Nhận xét rằng nếu 1 đa giác có nn cạnh thì có n(n−3)2n(n−3)2 đường chéo.
Xét 1 đa giác lồi bất kì với số cạnh chẵn (đa giác lồi 2k2k cạnh và k≥2k≥2, ở đây của bạn là 16).
AD nhận xét, khi đó số đường chéo của đa giác là: g=k(2k−3)=2k(k−2)+kg=k(2k−3)=2k(k−2)+k, suy ra:
g>2k(k−2)g>2k(k−2) (1).
Giả sử trái lại đa giác này có tính chất : Mỗi đường chéo của nó đều song song với một cạnh nào đó của đa giác. Đa giác này có 2k2k cạnh, vì thế từ (1) suy ra tồn tại ít nhất k−1k−1 đường chéo d1,d2,…,dk−1d1,d2,…,dk−1 mà các đường chéo này cùng song song với một cạnh aa nào đó của tam giác đã cho. Thật vậy, nếu ngược lại mỗi cạnh tối đa là song song k−2k−2 đường chéo, thế thì tối đa ta chỉ có (k−2)2k(k−2)2k đường chéo và g≥2k(k−2)g≥2k(k−2). Điều này mâu thuẫn với (1).
Như thế ta có kk đường thẳng song song với nhau là: d1,d2,…,dk−1,ad1,d2,…,dk−1,a.
Lại có đa giác đã cho là đa giác lồi, nên các đường chéo d1,d2,…,dk−1d1,d2,…,dk−1 cùng nằm trên 1 nửa mặt phẳng bờ XĐ cạnh aa.
Không giảm tổng quát có thể cho d1d1 là đường chéo xa nhất đối với aa (vì nếu không thì đánh số lại các đường chéo trên). Ta có tất cả kk đoạn thẳng phân biệt, nên mỗi đỉnh của đa giác đều là đầu mút của một đoạn nào đó trong số kk đoạn trên. Từ đó suy ra toàn bộ đa giác nằm hẳn về một ửa mặt phẳng xác định bởi d1d1. Do d1d1 là đường chéo, nên điều này mâu thuẫn với tính lồi của đa giác. Vậy giả thiết phản chứng là sai.
Ta có điều phải chứng minh.
Solution:
Nhận xét rằng nếu 1 đa giác có n cạnh thì có n(n−3)2 đường chéo.
Xét 1 đa giác lồi bất kì với số cạnh chẵn (đa giác lồi 2k cạnh và k≥2, ở đây của bạn là 16).
AD nhận xét, khi đó số đường chéo của đa giác là: g=k(2k−3)=2k(k−2)+k, suy ra:
g>2k(k−2) (1).
Giả sử trái lại đa giác này có tính chất : Mỗi đường chéo của nó đều song song với một cạnh nào đó của đa giác. Đa giác này có 2k cạnh, vì thế từ (1) suy ra tồn tại ít nhất k−1 đường chéo d1,d2,…,dk−1 mà các đường chéo này cùng song song với một cạnh a nào đó của tam giác đã cho. Thật vậy, nếu ngược lại mỗi cạnh tối đa là song song k−2 đường chéo, thế thì tối đa ta chỉ có (k−2)2k đường chéo và g≥2k(k−2). Điều này mâu thuẫn với (1).
Như thế ta có k đường thẳng song song với nhau là: d1,d2,…,dk−1,a.
Lại có đa giác đã cho là đa giác lồi, nên các đường chéo d1,d2,…,dk−1 cùng nằm trên 1 nửa mặt phẳng bờ XĐ cạnh a.
Không giảm tổng quát có thể cho d1 là đường chéo xa nhất đối với a (vì nếu không thì đánh số lại các đường chéo trên). Ta có tất cả k đoạn thẳng phân biệt, nên mỗi đỉnh của đa giác đều là đầu mút của một đoạn nào đó trong số k đoạn trên. Từ đó suy ra toàn bộ đa giác nằm hẳn về một ửa mặt phẳng xác định bởi d1. Do d1 là đường chéo, nên điều này mâu thuẫn với tính lồi của đa giác. Vậy giả thiết phản chứng là sai.
Ta có điều phải chứng minh.
Để chứng minh rằng một đa giác lồi có n cạnh, khi được chia thành các tam giác bằng nhau bằng cách vẽ n-3 đường chéo đôi một không cắt nhau, thì n phải chia hết cho 3, ta có thể sử dụng phương pháp quy nạp (induction) để giải quyết bài toán này.
Đầu tiên, chúng ta xét trường hợp đơn giản nhất khi n = 3, tức là đa giác là tam giác. Trong trường hợp này, không cần vẽ đường chéo nào cả, vì tam giác đã được chia thành các tam giác bằng nhau. Và n = 3 chia hết cho 3.
Giả sử đa giác có n cạnh thỏa mãn điều kiện trong đề bài. Ta sẽ chứng minh rằng khi thêm một cạnh mới vào đa giác, tức là n+1 cạnh, thì n+1 cũng phải chia hết cho 3.
Giả sử đa giác có n cạnh và đã được chia thành các tam giác bằng nhau bằng cách vẽ n-3 đường chéo đôi một không cắt nhau. Khi thêm một cạnh mới vào đa giác, chúng ta sẽ thêm một tam giác mới và tạo ra một đường chéo mới. Khi đó, số tam giác trong đa giác tăng thêm một đơn vị và số đường chéo tăng thêm một đơn vị.
Điều quan trọng là ta phải đảm bảo rằng khi thêm một cạnh mới vào, chúng ta vẫn có thể chia đa giác thành các tam giác bằng nhau bằng cách vẽ n-2 đường chéo đôi một không cắt nhau. Điều này có nghĩa là ta cần thêm một đường chéo mới để duy trì tính chất của đa giác ban đầu.
Với việc thêm một cạnh mới, số đường chéo tăng lên một đơn vị, nên ta cần có (n-2)+1 = n-1 đường chéo. Điều này đồng nghĩa với việc n-1 phải chia hết cho 3.
Dựa trên quy nạp, chúng ta có thể kết luận rằng với mọi số tự nhiên n ≥ 3, nếu đa giác có n cạnh và được chia thành các tam giác bằng nhau bằng cách vẽ n-3 đường chéo đôi một không cắt nhau, thì n phải chia hết cho 3.
Vậy, điều phải chứng minh đã được chứng minh.
Ta chứng minh khẳng định đúng với mọi n ε N* , n ≥ 4.
Với n = 4, ta có tứ giác nên nó có hai đường chéo.
Mặt khác thay n = 4 vào công thức, ta có số đường chéo của tứ giác theo công thức là: = 2
Vậy khẳng định là đúng với n= 4.
Giả sử khẳng định là đúng với n = k ≥ 4, tức là đa giác lồi k cạnh có
số đường chéo là
Ta phải chứng minh khẳng định đúng với n = k + 1. Nghĩa là phải chứng minh đa giác lồi k + 1cạnh có số đường chéo là
Xét đa giác lồi k + 1 cạnh
Nối A1 và Ak, ta được đa giác k cạnh A1A2…Ak có đường chéo (giả thiết quy nạp). Nối Ak+1 với các đỉnh A2, A3, …, Ak-1, ta được thêm k -2 đường chéo, ngoài ra A1Ak cũng là một đường chéo.
Vậy số đường chéo của đa giác k + 1 cạnh là
+ k - 2 + 1 =
Như vậy, khẳng định cũng đúng với đa giác k + 1 cạnh
Ta chứng minh khẳng định đúng với mọi n ε N* , n ≥ 4.
Với n = 4, ta có tứ giác nên nó có hai đường chéo.
Mặt khác thay n = 4 vào công thức, ta có số đường chéo của tứ giác theo công thức là: = 2
Vậy khẳng định là đúng với n= 4.
Giả sử khẳng định là đúng với n = k ≥ 4, tức là đa giác lồi k cạnh có
số đường chéo là
Ta phải chứng minh khẳng định đúng với n = k + 1. Nghĩa là phải chứng minh đa giác lồi k + 1cạnh có số đường chéo là
Xét đa giác lồi k + 1 cạnh
Nối A1 và Ak, ta được đa giác k cạnh A1A2…Ak có đường chéo (giả thiết quy nạp). Nối Ak+1 với các đỉnh A2, A3, …, Ak-1, ta được thêm k -2 đường chéo, ngoài ra A1Ak cũng là một đường chéo.
Vậy số đường chéo của đa giác k + 1 cạnh là
+ k - 2 + 1 =
Như vậy, khẳng định cũng đúng với đa giác k + 1 cạnh
duyệt lẹ
Giải
a) Vẽ một n - giác lồi rồi vẽ các đường chéo xuất phát từ một đỉnh của n - giác lồi đó, ta được (n - 2) tam giác
Tổng các góc của hình n - giác lồi bằng tổng các góc của (n - 2) tam giác, tức là có số đo bằng (n - 2).1800
Hình n - giác đều có n góc bằng nhau nên mỗi góc có số đo là \(\frac{\left(n-2\right).180^{0^{ }}}{n}\)
b) Với hình lục giác đều ta có n = 6, nên số đo góc của nó là\(\frac{\left(6-2\right).180^0}{6}=120^0\)
Với hình bát giác đều ta có n = 8, nên số đo góc của nó là \(\frac{\left(8-2\right).180^0}{8}=135^0\)