Что такое выпуклый шестиугольник

Правильный шестиугольник и его свойства

Тему многоугольников проходят в школьной программе, но не уделяют ей достаточного внимания. А между тем она интересна, и особенно это касается правильного шестиугольника или гексагона — ведь эту форму имеют многие природные объекты. К ним относятся пчелиные соты и многое другое. Эта форма очень хорошо применяется на практике.

Определение и построение

Правильным шестиугольником называется плоскостная фигура, имеющая шесть равных по длине сторон и столько же равных углов.

Если вспомнить формулу суммы углов многоугольника

то получается, что в этой фигуре она равна 720°. Ну а поскольку все углы фигуры равны, нетрудно посчитать, что каждый из них равен 120°.

Начертить шестиугольник очень просто, для этого достаточно циркуля и линейки.

Пошаговая инструкция будет выглядеть так:

При желании можно обойтись и без линии, начертив пять равных по радиусу окружностей.

Полученная таким образом фигура будет правильным шестиугольником, и это можно доказать ниже.

Свойства простые и интересные

Чтобы понять свойства правильного шестиугольника, его имеет смысл разбить на шесть треугольников:

Это поможет в дальнейшем нагляднее отобразить его свойства, главные из которых:

Описанная окружность и возможность построения

Вокруг гексагона можно описать окружность, и притом только одну. Поскольку фигура эта правильная, то можно поступить довольно просто: от двух соседних углов провести внутрь биссектрисы. Они пересекутся в точке О, и образуют вместе со стороной между ними треугольник.

Углы между стороной гексагона и биссектрисами будут по 60°, поэтому можно определенно сказать, что треугольник, к примеру, АОВ — равнобедренный. А поскольку третий угол тоже будет равен 60°, то он еще и равносторонний. Отсюда следует, что отрезки ОА и ОВ равны, значит, могут служить радиусом окружности.

После этого можно перейти к следующей стороне, и из угла при точке С тоже вывести биссектрису. Получится очередной равносторонний треугольник, причем сторона АВ будет общей сразу для двух, а ОС — очередным радиусом, через который идет та же окружность. Всего таких треугольников получится шесть, и у них будет общая вершина в точке О. Получается, что описать окружность будет можно, и она всего одна, а ее радиус равен стороне гексагона:

Именно поэтому и возможно построение этой фигуры с помощью циркуля и линейки.

Ну а площадь этой окружности будет стандартная:

Вписанная окружность

Центр описанной окружности совпадет с центром вписанной. Чтобы в этом убедиться, можно провести из точки О перпендикуляры к сторонам шестиугольника. Они будут являться высотами тех треугольников, из которых составлен гексагон. А в равнобедренном треугольнике высота является медианой по отношению к стороне, на которую она опирается. Таким образом, эта высота не что иное, как серединный перпендикуляр, являющийся радиусом вписанной окружности.

Высота равностороннего треугольника вычисляется просто:

h²=а²-(а/2)²= а²3/4, h=а(√3)/2

А поскольку R=a и r=h, то получается, что

r=R(√3)/2.

Таким образом, вписанная окружность проходит через центры сторон правильного шестиугольника.

Ее площадь будет составлять:

S=3πa²/4,

то есть три четверти от описанной.

Периметр и площадь

С периметром все ясно, это сумма длин сторон:

P=6а, или P=6R

А вот площадь будет равна сумме всех шести треугольников, на которые можно разбить гексагон. Поскольку площадь треугольника вычисляется как половина произведения основания на высоту, то:

S=6(а/2)(а(√3)/2)= 6а²(√3)/4=3а²(√3)/2 или

S=3R²(√3)/2

Желающим вычислять эту площадь через радиус вписанной окружности можно сделать и так:

Занимательные построения

В гексагон можно вписать треугольник, стороны которого будут соединять вершины через одну:

Всего их получится два, и их наложение друг на друга даст звезду Давида. Каждый из этих треугольников — равносторонний. В этом нетрудно убедиться. Если посмотреть на сторону АС, то она принадлежит сразу двум треугольникам — ВАС и АЕС. Если в первом из них АВ=ВС, а угол между ними 120°, то каждый из оставшихся будет 30°. Отсюда можно сделать закономерные выводы:

Пересекаясь друг с другом, треугольники образуют новый гексагон, и он тоже правильный. Доказывается это просто:

Таким образом, фигура отвечает признакам правильного шестиугольника — у нее шесть равных сторон и углов. Из равенства треугольников при вершинах легко вывести длину стороны нового гексагона:

d=а(√3)/3

Она же будет радиусом описанной вокруг него окружности. Радиус вписанной будет вдвое меньше стороны большого шестиугольника, что было доказано при рассмотрении треугольника АВС. Его высота составляет как раз половину стороны, следовательно, вторая половина — это радиус вписанной в маленький гексагон окружности:

Площадь нового шестиугольника можно посчитать так:

Получается, что площадь гексагона внутри звезды Давида в три раза меньше, чем у большого, в который вписана звезда.

От теории к практике

Свойства шестиугольника очень активно используются как в природе, так и в различных областях деятельности человека. В первую очередь это касается болтов и гаек — шляпки первых и вторые представляют собой ничто иное, как правильный шестигранник, если не брать в расчет фаски. Размер гаечных ключей соответствует диаметру вписанной окружности — то есть расстоянию между противоположными гранями.

Нашла свое применение и гексагональная плитка. Она распространена куда меньше четырехугольной, но класть ее удобнее: в одной точке смыкаются три плитки, а не четыре. Композиции могут получаться очень интересные:

Выпускается и бетонная плитка для мощения.

Распространенность гексагона в природе объясняется просто. Таким образом, проще всего плотно уместить круги и шары на плоскости, если у них одинаковый диаметр. Из-за этого у пчелиных сот такая форма.

Источник

Правильный шестиугольник и его свойства

Определение

Выпуклый многоугольник называется правильным, если все его стороны равны и все его углы равны.

Замечание

Пример

Каждый угол правильного четырехугольника (т.е. квадрата) равен \(\dfrac <4-2>4\cdot 180^\circ=90^\circ\) ;

Теоремы

1. Около любого правильного многоугольника можно описать окружность, и притом только одну.

2. В любой правильный многоугольник можно вписать окружность, и притом только одну.

Следствия

1. Окружность, вписанная в правильный многоугольник, касается всех его сторон в серединах.

2. Центры вписанной и описанной окружности у правильного многоугольника совпадают.

Теорема

Если \(a\) – сторона правильного \(n\) –угольника, \(R\) и \(r\) – радиусы описанной и вписанной окружностей соответственно, то верны следующие формулы: \[\begin S&=\dfrac n2ar\\ a&=2R\cdot \sin\dfrac<180^\circ>n\\ r&=R\cdot \cos\dfrac<180^\circ>n \end\]

Свойства правильного шестиугольника

2. Радиус описанной окружности является биссектрисой угла правильного шестиугольника.

5. Диагонали пересекаются в одной точке и делят его на 6 равносторонних треугольников, у которых высота равна радиусу \(r\) вписанной в правильный шестиугольник окружности.

6. Инвариантен относительно поворота плоскости на угол, кратный \(60^\circ\) относительно центра описанной окружности (слово “инвариантный” означает, что при таких поворотах правильный шестиугольник перейдёт в себя, то есть такие повороты являются его симметриями).

Замечание

Источник

Что такое выпуклый шестиугольник

Развернуть структуру обучения Свернуть структуру обучения Чему равна сумма углов выпуклого шестиугольника? При решении задач для нахождения площади произвольного (неправильного) шестиугольника используют метод трапеций, который заключается в разбиении фигуры на отдельные трапеции, площадь каждой из которых можно найти по известным всем формулам. Правильный шестиугольник Свойства правильного шестиугольника Формулы для правильного шестиугольника (по порядку следования формул) Задача Найти объем цилиндра, вписанного в правильную шестиугольную призму, каждое ребро которой равно t . Решение. Так как высота цилиндра Н равна высоте призмы и равна а, достаточно найти радиус основания цилиндра, который будет равен радиусу окружности, вписанной в правильный шестиугольник. Знайти об’єм циліндра, вписаного в правильну шестикутну призму, кожне ребро якої дорівнює t . Рiшення. Так як висота циліндра Н дорівнює висоті призми і дорівнює а, достатньо знайти радіус основи циліндра, який буде дорівнювати радіусу кола, вписаного в правильний шестикутник. Источник Шестиугольник, виды, свойства и формулы Шестиугольник, виды, свойства и формулы. Шестиугольник – это многоугольник, общее количество углов (вершин) которого равно шести. Шестиугольник, выпуклый и невыпуклый шестиугольник: Шестиугольник – это многоугольник с шестью углами. Шестиугольник – это многоугольник, общее количество углов (вершин) которого равно шести. Шестиугольник может быть выпуклым и невыпуклым. Выпуклым многоугольником называется многоугольник, все точки которого лежат по одну сторону от любой прямой, проходящей через две его соседние вершины. Невыпуклыми являются все остальные многоугольники. Соответственно выпуклый шестиугольник – это шестиугольник, у которого все его точки лежат по одну сторону от любой прямой, проходящей через две его соседние вершины. Рис. 1. Выпуклый шестиугольник Рис. 2. Невыпуклый шестиугольник Сумма внутренних углов любого выпуклого шестиугольника равна 720°. . Правильный шестиугольник (понятие и определение): Правильный шестиугольник (гексагон) – это правильный многоугольник с шестью сторонами. В свою очередь правильный многоугольник – это многоугольник, у которого все стороны и углы одинаковые. Правильный шестиугольник – это шестиугольник, у которого все стороны равны, а все внутренние углы равны 120°. Рис. 3. Правильный шестиугольник Правильный шестиугольник имеет 6 сторон, 6 углов и 6 вершин. Правильный шестиугольник можно построить с помощью циркуля и линейки. Свойства правильного шестиугольника: 1. Все стороны правильного шестиугольника равны между собой. 2. Все углы равны между собой и составляют 120°. Рис. 4. Правильный шестиугольник 3. Сумма внутренних углов любого правильного шестиугольника равна 720°. 4. Все биссектрисы углов между сторонами равны и проходят через центр правильного шестиугольника O. Рис. 5. Правильный шестиугольник 5. Количество диагоналей правильного шестиугольника равно 9. Рис. 6. Правильный шестиугольник 6. Центр вписанной окружности O1 совпадает с центром описанной окружности O2, что и образуют центр многоугольника O. Рис. 7. Правильный шестиугольник 7. Правильные шестиугольники замощают плоскость (то есть могут заполнять плоскость без пробелов и наложений). 8. Радиус описанной окружности правильного шестиугольника и его сторона равны. Источник Гексагон Гексагон — правильный выпуклый многоугольник с шестью сторонами или шестиугольник. При решении задач для нахождения площади произвольного (неправильного) шестиугольника используют метод трапеций, который заключается в разбиении фигуры на отдельные трапеции, площадь каждой из которых можно найти по известным всем формулам. Свойства правильного шестиугольника Внутренние углы Внутренние углы в правильном шестиугольнике равны \(120^\circ\) : Апофема Апофема правильного шестиугольника (перпендикуляр, проведенный из центра к любой стороне) Апофема Апофема правильного шестиугольника (перпендикуляр, проведенный из центра к любой стороне) Радиус вписанной окружности правильного шестиугольника равен апофеме: \(r = m = a\large\frac<<\sqrt 3 >><2>\normalsize\) Радиус описанной окружности равен стороне правильного шестиугольника: Периметр правильного шестиугольника Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через длину стороны \(S = pr = \large\frac<<3\sqrt 3 >><2>\normalsize\), где \(p\) − полупериметр шестиугольника. Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через радиус вписанной окружности Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через радиус описанной окружности Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями! Источник ← Что такое субтильный контакт Что такое вирусный отит → Вам также понравится Что такое годограф сейсмической волны 29.10.202314.04.2022 admin 0 Что такое виждь и внемли толковый словарь 25.10.202314.04.2022 admin 0 Что такое сорбитол 70 процентный в лекарствах 28.10.202329.04.2022 admin 0 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.