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(2012•青島模擬)同學們已經認識了很多正多邊形,現以正六邊形為例再介紹與正多邊形相關的幾個概念.如正六邊形ABCDEF各邊對稱軸的交點O,又稱正六邊形的中心,其中OA稱正六邊形的半徑,通常用R表示,∠AOB稱為中心角,顯然.提出問題:正多邊形內任意一點到各邊距離之和與這個正多邊形的半徑R和中心角有什么關系?
探索發現:
(1)為了解決這個問題,我們不妨從最簡單的正多邊形--正三角形入手.
如圖①,△ABC是正三角形,半徑OA=R,∠AOB是中心角,P是△ABC內任意一點,P到△ABC各邊距離分別為h1、h2、h3 ,確定h1+h2+h3的值與△ABC的半徑R及中心角的關系.
解:設△ABC的邊長是a,面積為S,顯然S=
1
2
a(h1+h2+h3
O為△ABC的中心,連接OA、OB、OC,它們將△ABC分成三個全等的等腰三角形,過點O作OM⊥AB,垂足為M,Rt△AOM中,易知
OM=OAcos∠AOM=Rcos
1
2
∠AOB=Rcos
1
2
×120°=Rcos60°,
AM=OAsin∠AOM=Rsin
1
2
∠AOB=Rsin
1
2
×120°=Rcos60°
∴AB=a=2AM=2Rsin60°
∴S△AOB=
1
2
AB×OM=
1
2
×2Rsin60°•Rcos60°=R2sin60°cos60°
∴S△ABC=3S△AOB=3R2sin60°cos60°
1
2
a(h1+h2+h3)=3R2sin60°cos60°
即:
1
2
×2Rsin60°(h1+h2+h3)=3R2sin60°cos60°
∴h1+h2+h3=3Rcos60°
(2)如圖②,五邊形ABCDE是正五邊形,半徑是R,P是正五邊形ABCDE內任意一點,P到五邊形ABCDE各邊距離分別為h1、h2、h3、h4、h5,參照(1)的探索過程,確定h1+h2+h3+h4+h5的值與正五邊形ABCDE的半徑R及中心角的關系.
(3)類比上述探索過程,直接填寫結論
正六邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和 h1+h2+h3+h4+h5+h6=
6Rcos30°
6Rcos30°

正八邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和 h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8=
8Rcos22.5°
8Rcos22.5°

正n邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和  h1+h2+…+hn=
nRcos
180°
n
nRcos
180°
n
分析:(2)設正五邊形的邊長是a,面積為S,得到S=
1
2
a(h1+h2+h3+h4+h5),O為正五邊形的中心,連接OA、OB、OC、OD、OE,它們將五邊形分成五個全等的等腰三角形,過點O作OQ⊥AB,垂足為Q,Rt△AOQ中表示出OQ、AQ、AB后即可表示出h1+h2+h3+h4+h5的值.
(3)利用上題總結的規律表示出其他的正多邊形即可.
解答:解:(2)設正五邊形的邊長是a,面積為S,顯然S=
1
2
a(h1+h2+h3+h4+h5
O為正五邊形的中心,連接OA、OB、OC、OD、OE,它們將五邊形分成五個全等的等腰三角形,
過點O作OQ⊥AB,垂足為Q,Rt△AOQ中,易知
OQ=OAcos∠AOQ=Rcos
1
2
∠AOB=Rcos
1
2
×72°=Rcos36°,
AQ=OAsin∠AOQ=Rsin
1
2
∠AOB=Rsin
1
2
×72°=Rsin36°,
∴AB=a=2AQ=2Rsin36°,
∴S△AOB=
1
2
AB×OQ=
1
2
×2Rsin36°•Rcos36°=R2sin36°cos36°,
∴S正五邊形ABCDE=5S△AOB=5R2sin36°cos36°,
1
2
a(h1+h2+h3+h4+h5)=5R2sin36°cos36°,
即:
1
2
×2Rsin36°(h1+h2+h3+h4+h5)=5R2sin36°cos36°,
∴h1+h2+h3+h4+h5=5Rcos36°;

(3)正六邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和 h1+h2+h3+h4+h5+h6=6Rcos30°,
正八邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和 h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8=8Rcos22.5°,
正n邊形(半徑是R)內任意一點P到各邊距離之和 h1+h2+…+hn=nRcos
180°
n
點評:本題考查了正多邊形和圓的知識,解題的關鍵是熟知正多邊形各元素與圓之間的關系.
練習冊系列答案
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次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
黑棋數 1 3 0 2 3 4 2 1 1 3
根據以上數據,估算袋中的白棋子數量為(  )

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5
5
cm.

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140
x
+
140
x+21
=14
140
x
+
140
x+21
=14

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同步練習冊答案
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