正多边形 ,是所有角都相等,所有边都相等的简单多边形,简单多边形是指在任何位置都不与自身相交的多边形。
所有具有同样边数的正多边形都是相似多边形 。
示例 正三角形 正方形 (正四邊形) 正五边形 正六边形 正七边形 正八边形 正十边形 正十二边形
特性 正n {\displaystyle n} 边形每个内角为 ( 1 − 2 n ) × 180 ∘ {\displaystyle \left(1-{\frac {2}{n}}\right)\times 180^{\circ }} 或者表示为 ( n − 2 ) × 180 ∘ n {\displaystyle {\frac {(n-2)\times 180^{\circ }}{n}}} 角度 。也可以用弧度 表示为( n − 2 ) π n {\displaystyle {\frac {(n-2)\pi }{n}}} 或者n − 2 2 n {\displaystyle {\frac {n-2}{2n}}} 。
正多边形的所有顶点都在同一个外接圆 上,每个正多边形都有一个外接圆。
正多边形可尺规做图当且仅当 正多边形的边数n {\displaystyle n} 的奇 质数 因子是费马数。参见可尺规作图的多边形。
n > 2 {\displaystyle n>2} 的正多边形的对角线 数目是 n ( n − 3 ) 2 {\displaystyle {\frac {n(n-3)}{2}}} ,如 0、2、5、9、... 等,这些对角线将多边形分成 1、4、11、24、... 块。
面积 正n {\displaystyle n} 边形的面积为
D e g : A = n t 2 sin ( 360 n ) 4 [ 1 − cos ( 360 n ) ] {\displaystyle Deg:A={\frac {nt^{2}\sin({\frac {360}{n}})}{4[1-\cos({\frac {360}{n}})]}}} R a d : A = n t 2 sin ( 2 π n ) 4 [ 1 − cos ( 2 π n ) ] {\displaystyle Rad:A={\frac {nt^{2}\sin({\frac {2\pi }{n}})}{4[1-\cos({\frac {2\pi }{n}})]}}} 其中t {\displaystyle t} 是边长。正多边形的面积还等于多边形的周长与边心距离乘积的一半。边心距离是多边形中心到边的垂直距离。
如果t = 1 {\displaystyle t=1} 则正多边形的面积为,
D e g : A = n sin ( 360 n ) 4 [ 1 − cos ( 360 n ) ] {\displaystyle Deg:A={\frac {n\sin({\frac {360}{n}})}{4[1-\cos({\frac {360}{n}})]}}} R a d : A = n sin ( 2 π n ) 4 [ 1 − cos ( 2 π n ) ] {\displaystyle Rad:A={\frac {n\sin({\frac {2\pi }{n}})}{4[1-\cos({\frac {2\pi }{n}})]}}} 从而可以得到
3 3 4 {\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{4}}} 0.433 4 1 1.000 5 1 4 25 + 10 5 {\displaystyle {\frac {1}{4}}{\sqrt {25+10{\sqrt {5}}}}} 1.720 6 3 3 2 {\displaystyle {\frac {3{\sqrt {3}}}{2}}} 2.598 7 3.634 8 2 + 2 2 {\displaystyle 2+2{\sqrt {2}}} 4.828 9 6.182 10 5 2 5 + 2 5 {\displaystyle {\frac {5}{2}}{\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}} 7.694 11 9.366 12 6 + 3 3 {\displaystyle 6+3{\sqrt {3}}} 11.196 13 13.186 14 15.335 15 17.642 16 20.109 17 22.735 18 25.521 19 28.465 20 31.569 100 795.513 1000 79577.210 10000 7957746.893
n < 8 {\displaystyle n<8} 的正多边形的面积比同周长 的圆 的面积小大约 0.26,随着n {\displaystyle n} 的增加,这个差值趋近于π 12 {\displaystyle {\frac {\pi }{12}}} 。
对称性 n {\displaystyle n} 边多边形的对称群为2 n {\displaystyle 2n} 阶的 dihedral group D n : D 2 , D 3 , D 4 , ⋯ {\displaystyle D_{n}:D_{2},D_{3},D_{4},\cdots } 它包括C n {\displaystyle C_{n}} 中的n {\displaystyle n} 阶旋转对称以及经过中心的n {\displaystyle n} 条轴线的镜像对称。如果n {\displaystyle n} 是偶数 ,则这些轴线中有一半经过相对的顶点,另外一半经过相对边的中点。如果n {\displaystyle n} 是奇数 ,则所有的轴线都是经过一个顶点以及其相对边的中心。
非凸正多边形 正多边形的广义分类包括星形正多边形,例如五角星与五边形的顶点相同,但是顶点要交替相连。
示例:
五角星 - { 5 2 } {\displaystyle \left\{{\frac {5}{2}}\right\}} 七角星 - { 7 2 , 7 3 } {\displaystyle \left\{{\frac {7}{2}},{\frac {7}{3}}\right\}} 八角星 - { 8 3 } {\displaystyle \left\{{\frac {8}{3}}\right\}} 九角星 - { 9 2 , 9 4 } {\displaystyle \left\{{\frac {9}{2}},{\frac {9}{4}}\right\}} 十角星 - { 10 3 } {\displaystyle \left\{{\frac {10}{3}}\right\}} 十一角星 - { 11 2 , 11 3 , 11 4 , 11 5 } {\displaystyle \left\{{\frac {11}{2}},{\frac {11}{3}},{\frac {11}{4}},{\frac {11}{5}}\right\}} 十二角星 - { 12 5 } {\displaystyle \left\{{\frac {12}{5}}\right\}}
多面体 正多面体 是以正多边形作为面的多面体 ,因此对于每两个顶点来说都有一个等距的映射将其中一点映射到另一点。 This is a very practical graphic that can give people a sense of comfort and stability when used in mind maps and decorations.
参见