Μετάβαση στο περιεχόμενο

Πεντάγωνο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Αυτό το λήμμα αφορά το πεντάγωνο στη γεωμετρία. Για άλλες χρήσεις, δείτε: Πεντάγωνο (αποσαφήνιση).
Ένα κυρτό πεντάγωνο.
Ένα μη-κυρτό πεντάγωνο.
Ένα μη-απλό πεντάγωνο.

Στη γεωμετρία, το πεντάγωνο είναι ένα πολύγωνο με πέντε κορυφές και πέντε πλευρές.

Ένα πεντάγωνο 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

  • Σε κάθε απλό πεντάγωνο οι γωνίες του έχουν άθροισμα ακτίνια).
  • Κάθε πεντάγωνο έχει 5 διαγωνίους.

Κυρτό κανονικό πεντάγωνο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Κυρτό κανονικό πεντάγωνο
Ιδιότητες
Είδοςαπλό, κυρτό, κανονικό
Πλευρές5, ισόπλευρο
Γωνίες5, ισογώνιο
Διαγώνιοι
Σύμβολο Schläfli
Συμμετρία
Άξονες συμμετρίας5
Περιστροφική συμμετρίαπέμπτης τάξης
Κύκλοιεγγράψιμο, περιγράψιμο
Μετρικές σχέσεις
Μέτρο γωνιών ακτίνια)
Εμβαδόν
Περίμετρος
Ακτίνα
εγγεγρ. κύκλου
Ακτίνα
περιγ. κύκλου
Σχετικά σχήματα
Επίπεδα σχήματαπεντάγραμμα, δεκάγωνο
Στερεά σχήματαδωδεκάεδρο

Για το κανονικό πεντάγωνο ισχύουν οι παρακάτω ιδιότητες:

Οι πέντε άξονες συμμετρίας ενός κανονικού πενταγώνου.
Ο εγγεγραμμένος και ο περιγεγραμμένος κύκλος του πενταγώνου.

Η κεντρική του γωνία, δηλαδή η γωνία που βλέπει το κέντρο του, την κάθε πλευρά είναι ίση με ακτίνια).

Οι τριγωνομετρικοί αριθμοί της είναι πολύ χρήσιμοι στις μετρικές σχέσεις του κανονικού πενταγώνου, καθώς και στους τύπους για το εμβαδόν του. Αυτοί δίνονται από τους τύπους

,
,
.
  • Η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου του κανονικού πενταγώνου είναι ίση με[5][2]:Tog
.
  • Η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου του κανονικού πενταγώνου είναι ίση με[1][2]:Tog
.
Οι πέντε διαγώνιοι σε ένα κανονικό πεντάγωνο.
  • Το κανονικό πεντάγωνο έχει πεντε διαγωνίους με μήκος
όπου είναι η χρυσή τομή.
  • Το πλάτος του είναι ίσο με την διαγώνιο
.
  • Το ύψος του είναι
.
Ισχύει ότι .
  • Έστω το σημείο τομής των διαγωνίων του και . Τότε
.
  • (Θεώρημα Βιβιάνι) Για κάθε εσωτερικό σημείο ενός κανονικού πενταγώνου ισχύει ότι το άθροισμα των αποστάσεων του από τις πλευρές του πενταγώνου είναι σταθερό, δηλαδή
,
όπου η ακτίνα του εγγεγραμμένου του κύκλου.
Σε ένα κανονικό πεντάγωνο .
  • Έστω το μέσο του ελάσσονος τόξου του περιγεγραμμένου κύκλου του κανονικού πενταγώνου, τότε[1]:216
  • ,
  • .

Από τον γενικό τύπο για το εμβαδόν κανονικού πολυγώνου, το εμβαδόν ενός κανονικού πενταγώνου πλευράς και με ακτίνα εγγεγραμμένου κύκλου είναι

.

Το εμβαδό ενός κανονικού πενταγώνου πλευράς δίνεται από τη σχέση:

Αν είναι η ακτίνα του περιγεγραμμένου του κύκλου, τότε το εμβαδό του πενταγώνου είναι[1]

είναι η ακτίνα του εγγεγραμμένου του κύκλου, τότε[Σημείωση 1]

.

Η περίμετρος του κανονικού πολυγώνου είναι ίση με

.

Κατασκευή κανονικού πενταγώνου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Μια μέθοδος κατασκευής κανονικού πενταγώνου

Το κανονικό πεντάγωνο είναι πολύγωνο που μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας κανόνα και διαβήτη ως εγγεγραμμένο σε κύκλο, είτε κατασκευάζοντας το από μια δοσμένη γωνία.[6] Μία τέτοια κατασκευή περιγράφεται στην 11η Πρόταση στο 4ο Βιβλίο στα Στοιχεία του Ευκλείδη, περίπου το 300 π.Χ.[7]

Αφού κατασκευάσεις ένα κυρτό πεντάγωνο, όταν φέρεις τις διαγώνιές του κατασκευάζεις ένα Πεντάγραμμα, με ένα μικρότερο κανονικό πεντάγωνο στο κέντρο του. Εφόσον επεκτείνεις τις πλευρές ώστε να ενωθούν, κατασκευάζεις ένα μεγαλύτερο κανονικό πεντάγωνο.

Κατασκευή με κανόνα και διαβήτη

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μια μέθοδος κατασκευής με κανόνα και διαβήτη, είναι η ακόλουθη:

Κατασκευή ενός κανονικού πενταγώνου
  1. Σχεδίασε ένα κύκλο μέσα στον οποίο θα εγγράψουμε το πεντάγωνο και σημείωσε το κέντρο του O. (Ο πράσινος κύκλος στο διάγραμμα).
  2. Διάλεξε ένα σημείο A του κύκλου που θα γίνει κορυφή του πενταγώνου. Φέρε μια ευθεία από το O και το A.
  3. Φέρε μια κάθετη ευθεία στην OA που να περνά από το O. Σημείωσε ένα σημείο τομής της με τον κύκλο B.
  4. Σημείωσε το σημείο C σαν το μέσο της O και B.
  5. Σχεδίασε κύκλο με κέντρο το C που να περνά από το A. Σημείωσε το σημείο τομής του με την OB (εμπεριεχόμενο στον κύκλο) σαν D.
  6. Σχεδίασε κύκλο με κέντρο το A που να περνά από το D. Σημείωσε τα σημεία τομής του με τον αρχικό (πράσινο) κύκλο E και F.
  7. Σχεδίασε κύκλο με κέντρο το E που να περνά από το A. Σημείωσε το σημείο τομής του με τον αρχικό (πράσινο) κύκλο G.
  8. Σχεδίασε κύκλο με κέντρο το F που να περνά από το A. Σημείωσε το σημείο τομής του με τον αρχικό (πράσινο) κύκλο H.
  9. Σχεδίασε το κανονικό πεντάγωνο AEGHF.

Κατασκευή πενταγώνου με δίπλωμα χαρτιού

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Κατασκευή πενταγώνου με δίπλωμα χαρτιού

Μια απλή μέθοδος κατασκευής κανονικού πενταγώνου είναι από μια λωρίδα χαρτί την οποία πρέπει να δέσουμε κόμπο με τέτοιο τρόπο, ώστε το τελικό σχήμα να είναι συμμετρικό ως προς άξονα.[8]

Σύμφωνα με το θεώρημα Μικέλ, τα πέντε κόκκινα σημεία είναι ομοκύκλια.

(Θεώρημα Μικέλ) Σε ένα κυρτό πεντάγωνο έστω τα σημεία τομής των επεκτάσεων των πλευρών του. Θεωρούμε τους περιγεγραμμένους κύκλους των τριγώνων , , , και οι οποίοι ανά δύο τέμνονται στα σημεία καθώς και σε πέντε ακόμα σημεία. Τα πέντε αυτά σημεία ανήκουν στον ίδιο κύκλο, δηλαδή το πεντάγωνο είναι εγγράψιμο.

Κανονικό αστεροειδές πεντάγωνο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Κανονικό αστεροειδές πεντάγωνο
Το αστεροειδές πεντάγωνο που προκύπτει από το κανονικό πεντάγωνο .
Ιδιότητες
Είδοςαστεροειδές, μη-απλό
Πλευρές5, ισόπλευρο
Γωνίες5, ισογώνιο
Σύμβολο Schläfli
Συμμετρία
Άξονες συμμετρίας5
Περιστροφική συμμετρίαπέμπτης τάξης
Κύκλοιεγγράψιμο
Μετρικές σχέσεις
Μέτρο γωνιών ακτίνια)
Σχετικά σχήματα
Επίπεδα σχήματαπεντάγραμμα

Υπάρχει και ένα κανονικό αστεροειδές πεντάγωνο το οποίο προκύπτει από τις κορυφές ενός κυρτού κανονικού πενταγώνου και πλευρές μεταξύ κορυφών που απέχουν δύο κορυφές στο αρχικό.

Πιο συγκεκριμένα, το αστεροειδές πεντάγωνο που προκύπτει από το κυρτό κανονικό πεντάγωνο είναι το και συμβολίζεται ως

Πεντάγωνα στην φύση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Περαιτέρω ανάγνωση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. Tο διάστημα που ορίζουν οι δύο τελευταίοι συντελεστές (2,277... και 3,63...) περιλαμβάνει την τιμή του π, που είναι το εμβαδόν του μοναδιαίου κύκλου.
  1. 1 2 3 4 Κανέλλος, Σπ. Γ. (1975). Ευκλείδειος Γεωμετρία. Αθήνα 1975: Οργανισμός Εκδόσεων Διδακτικών Βιβλίων.
  2. 1 2 3 Αναστάσιος Ι., Σκιαδάς (1974). Γεωμετρία: Επιπεδομετρία Τεύχος Β' (2η έκδοση). Αθήνα.
  3. Τόγκας, Πέτρος Γ. Θεωρητική γεωμετρία (23η έκδοση). ΑΘήνα.
  4. Παπανικολάου, Γεώργιος Χ. (1966). Θεωρητική γεωμετρία. Αθήνα: Ι. Μακρής.
  5. Αργυρόπουλος Ηλίας· Βλάμος Παναγιώτης· Κατσουλης Γεωργιος· Μαρκατης Στυλιανος· Σιδερης Πολυχρονης. «Κεφάλαιο 11: Μέτρηση κύκλου». Ευκλείδεια Γεωμετρία. Αθήνα: Διόφαντος.
  6. How to construct a regular pentagon Αρχειοθετήθηκε 2008-06-16 στο Wayback Machine. using only compass and straightedge.
  7. Ευκλείδης (2024). Ροκοπάνος, Νίκος· Σακελλάρη, Στέλλα· Τσολομύτης, Αντώνης, επιμ. Στοιχεία (PDF). Σάμος. σελ. 119. ISBN 9786180052046.
  8. How to fold a regular pentagon Αρχειοθετήθηκε 2008-07-01 στο Wayback Machine. using only a strip of paper.
  9. Ευκλείδης (2024). Ροκοπάνος, Νίκος· Σακελλάρη, Στέλλα· Τσολομύτης, Αντώνης, επιμ. Στοιχεία (PDF). Σάμος. σελ. 436. ISBN 9786180052046.