Οκτάγωνο
Στη γεωμετρία, το οκτάγωνο είναι ένα πολύγωνο με οκτώ κορυφές και οκτώ πλευρές.
Ένα οκτάγωνο είναι κανονικό αν όλες οι πλευρές του είναι ίσες μεταξύ τους και όλες οι γωνίες του είναι ίσες μεταξύ τους.[1]:208-209[2]:263[3]:419[4]:319-320
Ιδιότητες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Σε κάθε απλό οκτάγωνο οι γωνίες του έχουν άθροισμα (ή ακτίνια).
- Κάθε οκτάγωνο έχει 20 διαγωνίους.
Κυρτό κανονικό οκτάγωνο
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]| Ιδιότητες | |
|---|---|
| Είδος | απλό, κυρτό, κανονικό |
| Πλευρές | 8, ισόπλευρο |
| Γωνίες | 8, ισογώνιο |
| Διαγώνιοι | |
| Σύμβολο Schläfli | |
| Συμμετρία | |
| Άξονες συμμετρίας | 8 |
| Περιστροφική συμμετρία | όγδοης τάξης |
| Κύκλοι | εγγράψιμο, περιγράψιμο |
| Μετρικές σχέσεις | |
| Μέτρο γωνιών | (ή ακτίνια) |
| Εμβαδόν | |
| Περίμετρος | |
| Ακτίνα εγγεγρ. κύκλου | |
| Ακτίνα περιγ. κύκλου | |
| Σχετικά σχήματα | |
| Επίπεδα σχήματα | οκτάγραμμα, τετράγωνο, δεκαεξάγωνο |
Ιδιότητες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Για το κανονικό οκτάγωνο ισχύουν οι παρακάτω ιδιότητες:
- Όλες οι γωνίες του είναι ίσες με (ή ακτίνια).
- Έχει οκτώ άξονες συμμετρίας.
- Είναι εγγράψιμο σε κύκλο και περιγράψιμο σε κύκλο. Οι κύκλοι αυτοί είναι ομόκεντροι.
- Το κοινό κέντρο του εγγεγραμμένου και του περιγεγραμμένου κύκλου λέγεται κέντρο του πολυγώνου και είναι το κέντρο συμμετρίας του.
- Έχει περιστροφική συμμετρία ογδόης τάξεως.
- Το σύμβολο Schläfli του οκταγώνου είναι .
Κεντρική γωνία
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η κεντρική του γωνία, δηλαδή η γωνία που βλέπει το κέντρο του, την κάθε πλευρά είναι ίση με (ή ακτίνια).
Οι τριγωνομετρικοί αριθμοί της είναι πολύ χρήσιμοι στις μετρικές σχέσεις του κανονικού οκταγώνου, καθώς και στους τύπους για το εμβαδόν του. Αυτοί δίνονται από τους τύπους
- ,
- ,
- .
| Απόδειξη (με θεώρημα διχοτόμου) |
|
Θεωρούμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο τρίγωνο με δύο κάθετες πλευρές (και υποτείνουσα ) και την διχοτόμο . Έστω . Από το θεώρημα διχοτόμου έχουμε ότι
Λύνοντας ως προς έχουμε ότι
Αφού η διχοτόμος, έχουμε ότι , και από το ορθογώνιο τρίγωνο έχουμε ότι
Επιπλέον, η υποτείνουσα του και έτσι Αντίστοιχα, Οι υπόλοιποι τριγωνομετρικοί τύποι προκύπτουν από τους παραπάνω με κατάλληλη ρητοποίηση του παρονομαστή
|
| Απόδειξη (με τριγωνομετρικές ιδιότητες) |
|
Από τον τύπο για το συνημίτονο αθροίσματος γωνιών και χρησιμοποιώντας ότι έχουμε ότι
Επομένως,
Για , έχουμε ότι
Παρομοίως, έχουμε ότι
και
Για , έχουμε ότι
Συνδυάζοντας αυτές τις τριγωνομετρικές ισότητες, λαμβάνουμε τις υπόλοιπες. |
Μετρικές σχέσεις
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου του κανονικού οκταγώνου είναι ίση με[5][2]:Tog
- .
Η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου του κανονικού οκταγώνου είναι ίση με[1][2]:Tog
- .
| Απόδειξη |
|
Θεωρούμε το μέσο της πλευράς . Αν είναι το κέντρο του πολυγώνου, τότε είναι η μεσοκάθετος της , άρα και διχοτόμος της . Συνεπώς, και από το ορθογώνιο
|

Το κανονικό οκτάγωνο έχει
- 8 μικρές διαγωνίους με μήκος
| Απόδειξη |
|
Θεωρούμε το τρίγωνο , όπου . Επίσης, είναι διάμετρος του περιγεγραμμένου του κύκλου, επομένως και . Από το Πυθαγόρειο θεώρημα στο ορθογώνιο τρίγωνο , έχουμε ότι
και καταλήγουμε ότι
Όπως αποδείξαμε παραπάνω , από την οποία προκύπτει και η δεύτερη ζητούμενη σχέση. |
- 8 μεσαίες διαγωνίους με μήκος
| Απόδειξη |
|
Θεωρούμε το τρίγωνο , όπου και . Επίσης, είναι διάμετρος του περιγεγραμμένου του κύκλου, επομένως και . Επίσης, η γωνία ως εγγεγραμμένη που βαίνει στο ίδιο τόξο με την επίκεντρη γωνία . Επομένως,
Όπως αποδείξαμε παραπάνω και , από τις οποίες προκύπτουν και οι ζητούμενες σχέσεις. |
- και 4 μεγάλες διαγωνίους με μήκος
| Απόδειξη |
|
Η είναι διάμετρος του περιγεγραμμένου κύκλου του οκταγώνου. |

Το πλάτος του είναι
- .
Το ύψος του είναι
- .
(Θεώρημα Βιβιάνι) Για κάθε εσωτερικό σημείο ενός κανονικού οκταγώνου ισχύει ότι το άθροισμα των αποστάσεων του από τις πλευρές του οκταγώνου είναι σταθερό, δηλαδή
- ,
όπου η ακτίνα του εγγεγραμμένου του κύκλου.
Εμβαδόν
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Από τον γενικό τύπο για το εμβαδόν κανονικού πολυγώνου, το εμβαδόν ενός κανονικού οκταγώνου πλευράς και με ακτίνα εγγεγραμμένου κύκλου είναι
- .
| Απόδειξη |
|
Το κανονικό οκτάγωνο χωρίζεται σε ισοσκελή τρίγωνα με βάση ίση με και ύψος . Επομένως το εμβαδόν του οκταγώνου είναι
|
Το εμβαδό ενός κανονικού οκταγώνου πλευράς δίνεται από τη σχέση:
| Απόδειξη |
|
Χρησιμοποιώντας ότι και , άρα
|
Αν είναι η ακτίνα του περιγεγραμμένου του κύκλου, τότε το εμβαδό του οκταγώνου είναι[1]
Aν είναι η ακτίνα του εγγεγραμμένου του κύκλου, τότε[Σημείωση 1]
- .
| Απόδειξη |
|
Χρησιμοποιώντας ότι και , έχουμε ότι
|
Αν το μήκος της μεσαίας διαγωνίου, τότε
- .
- Επίσης, αν είναι το πλάτος του, τότε
- .
| Απόδειξη |
|
Ο τύπος προκύπτει από τον καθώς . |
Περίμετρος
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η περίμετρος του κανονικού πολυγώνου είναι ίση με
- .
Κατασκευή με κανόνα και διαβήτη
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το κανονικό οκτάγωνο μπορεί να κατασκευαστεί από ένα τετράγωνο, ως εξής:[1]: 208-209 :Tog
- Βρίσκουμε το κέντρο του περιγεγραμμένου κύκλου του τετραγώνου ως την τομή των δύο διαγωνίων του.
- Βρίσκουμε τις μεσοκαθέτους δύο διαδοχικών πλευρών του.
- Βρίσκουμε τις τομές τους με τον περιγεγραμμένο του κύκλου.
- Οι τέσσερις αυτές τομές και οι αρχικές κορυφές του τετραγώνου, ορίζουν ένα κανονικό οκτάγωνο.
Η παρακάτω κατασκευή δίνει μία πλήρη κατασκευή του κανονικού οκταγώνου με κανόνα και διαβήτη.

Κατασκευή με δίπλωμα χαρτιού
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Κατασκευή με μπάρες meccano
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Καρτεσιανές συντεταγμένες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Οι Καρτεσιανές συντεταγμένες των κορυφών ενός κανονικού οκταγώνου το κέντρο του οποίου βρίσκεται στην αρχή των αξόνων και το οποίο έχει μήκος πλευράς 2, είναι:
- .
Κανονικό αστεροειδές οκτάγωνο
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]| Ιδιότητες | |
|---|---|
| Είδος | αστεροειδές, μη-απλό |
| Πλευρές | 8, ισόπλευρο |
| Γωνίες | 8, ισογώνιο |
| Διαγώνιοι | |
| Σύμβολο Schläfli | |
| Συμμετρία | |
| Άξονες συμμετρίας | 8 |
| Περιστροφική συμμετρία | όγδοης τάξης |
| Κύκλοι | εγγράψιμο |
| Μετρικές σχέσεις | |
| Μέτρο γωνιών | (ή ακτίνια) |
| Σχετικά σχήματα | |
| Επίπεδα σχήματα | οκτάγραμμα |
Υπάρχει και ένα κανονικό αστεροειδές οκτάγωνο το οποίο προκύπτει από τις κορυφές ενός κυρτού κανονικού οκταγώνου και πλευρές μεταξύ κορυφών που απέχουν τρεις κορυφές στο αρχικό.
Πιο συγκεκριμένα, το αστεροειδές οκτάγωνο που προκύπτει από το κυρτό κανονικό οκτάγωνο είναι το και συμβολίζεται ως
Εφαρμογές
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Μιγαδική ανάλυση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Οι όγδοες ρίζες της μονάδας είναι κορυφές ενός κανονικού οκταγώνου με κέντρο την αρχή των αξόνων. Πιο συγκεκριμένα, είναι οι λύσεις της μιγαδικής εξίσωσης που δίνονται από[6]
- , για .
Χρήσεις στην καθημερινή ζωή
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Το σήμα του STOP έχει οκταγωνικό περίγεγραμμα.
- Οι ομπρέλες έχουν συχνά οκταγωνικό περίγραμμα.
- Το περίφημο «κιλίμι της Μπουχάρα» περιλαμβάνει στο σχέδιό του ένα οκταγωνικό μοτίβο, το «πόδι του ελέφαντα».
- Η ρυμοτομία του διαμερίσματος Eixample της Βαρκελώνης βασίζεται σε ακανόνιστα οκτάγωνα.
- Το Janggi χρησιμοποιεί οκταγωνικά κομμάτια.
- Οι ιαπωνικές μηχανές λοταρίας έχουν συχνά οκταγωνικό σχήμα.
Σχετικά σχήματα
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Επιπεδομετρία
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Το τετράπλευρο που σχηματίζεται από κάθε δεύτερη κορυφή ενός κανονικού οκταγώνου είναι ένα τετράγωνο.
- Χωρισμός κανονικού οκταγώνου σε οκτώ ίσα ισοσκελή τρίγωνα.
- Χωρισμός κανονικού οκταγώνου σε δύο ισοσκελή τραπέζια και ένα ορθογώνιο.
- Χωρισμός κανονικού οκταγώνου σε τέσσερις ίσους ρόμβους και δύο τετράγωνα.
Στερεομετρία
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Το σχήμα που σχηματίζουν οι κορυφές του ομοιόμορφου πολυέδρου που ονομάζεται μέγα διρομβοεικοσιδωδεκάεδρο εμπεριέχεται σε ένα μη κανονικό οκτάπλευρο αστεροειδές πολύγωνο του οποίου 4 πλευρές περνούν από το κέντρο του.
- Το οκταγωνικό πρίσμα περιλαμβάνει δύο οκτάγωνα.
- Το κόλουρο κυβοκτάεδρο περιλαμβάνει 6 οκτάγωνα.
- Το οκταγωνικό αντιπρίσμα περιλαμβάνει δύο οκτάγωνα.
Πλακοστρώσεις
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Πλακόστρωση με οκτάγωνα και τετράγωνα.
Πολύγωνα Πέτρι
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Το κανονικό οκτάγωνο είναι το πολύγωνο Πέτρι για τα παρακάτω 12 ομοιομορφικά πολύτοπα, που παρατίθενται σε ορθογώνιες προβολές σε επίπεδα Coxeter A7, B4 και D5:
Περαιτέρω ανάγνωση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Εξωτερικοί σύνδεσμοι
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- Weisstein, Eric W., "Οκτάγωνο" από το MathWorld.
- Weisstein, Eric W., "Κανονικό οκτάγωνο" από το MathWorld.
- Εγγραφή κανονικού οκταγώνου σε τετράγωνο στο φωτόδεντρο.
- Περιστροφική συμμετρία κανονικού οκταγώνου στο Geogebra.
- Κατασκευή κανονικού οκταγώνου στο Desmos.
- Κατασκευή κανονικού οκταγώνου στο Geogebra.
Δείτε επίσης
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Σημειώσεις
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- ↑ Tο διάστημα που ορίζουν οι δύο τελευταίοι συντελεστές (2,828... και 3,31...) περιλαμβάνει την τιμή του π, που είναι το εμβαδόν του μοναδιαίου κύκλου.
Παραπομπές
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- 1 2 3 4 Κανέλλος, Σπ. Γ. (1975). Ευκλείδειος Γεωμετρία. Αθήνα 1975: Οργανισμός Εκδόσεων Διδακτικών Βιβλίων.
- 1 2 3 Αναστάσιος Ι., Σκιαδάς (1974). Γεωμετρία: Επιπεδομετρία Τεύχος Β' (2η έκδοση). Αθήνα.
- ↑ Τόγκας, Πέτρος Γ. Θεωρητική γεωμετρία (23η έκδοση). ΑΘήνα.
- ↑ Παπανικολάου, Γεώργιος Χ. (1966). Θεωρητική γεωμετρία. Αθήνα: Ι. Μακρής.
- ↑ Αργυρόπουλος Ηλίας· Βλάμος Παναγιώτης· Κατσουλης Γεωργιος· Μαρκατης Στυλιανος· Σιδερης Πολυχρονης. «Κεφάλαιο 11: Μέτρηση κύκλου». Ευκλείδεια Γεωμετρία. Αθήνα: Διόφαντος.
- ↑ Andreescu, Titu· Andrica, Dorin (2006). Complex numbers from A to ...Z. Birkhauser. σελίδες 41-52. ISBN 978-0-8176-4326-3.






