學習重點 熟記簡單多邊形的內角和公式:n 邊形內角和=(n-2)×180°,並能由內角和反求邊數。 遇到內角和「超過」某數值,先列不等式,再配合邊數必須是大於或等於 3 的整數判斷。 遇到「一個角特殊,其餘角相同」,用特殊角+其餘角的總和=內角和建立方程式。 理解從頂點與從內部點分割的差別:從頂點分成 n-2 個三角形;從內部點分成 n 個三角形時,須扣除該點的周角 360°。 能逐一判斷不同學童的分割解法是否正確,關鍵在於三角形的角是否「恰好」等於多邊形內角。 核心觀念 一、多邊形內角和:邊數決定總角度 本單元所用的多邊形,是邊界不自相交的簡單多邊形。設邊數為 n,內角和為 S,則S=(n-2)×180°。公式不要求各邊等長,也不要求各角相等;只要邊數相同,內角和就相同。 反過來,若已知內角和,可整理成n=S÷180°+2。所得邊數必須是大於或等於 3 的整數,不能將小數四捨五入後當成答案。 邊數 n可分成的三角形數 n-2內角和 31180° 42360° 53540° 64720° 75900° 861080° 971260° 由表可見,每增加一邊,內角和就增加 180°。這個規律可用來快速估算,也可檢查計算結果是否合理。 二、內角和超過指定角度:列不等式判斷 題目若說內角和「超過」某個角度,表示嚴格大於,不包含相等。例如內角和超過 1000°,可列成: (n-2)×180°>1000°n-2>50/9n>68/9=7 又 5/9 因為 n 是整數,所以至少要有 8 邊。也可利用相鄰邊數檢核:七邊形內角和為 900°,未超過 1000°;八邊形為 1080°,已符合條件。因此四邊形(360°)、五邊形(540°)、七邊形(900°)都不符合,只有 8 邊以上才可能。 判斷選項時,要區分「可能的邊數」與「最少的邊數」。符合上述條件的邊數為所有大於或等於 8 的整數;若問最少邊數,才只回答 8。 三、一個特殊角、其餘角相同:數清楚有幾個角 n 邊形共有 n 個內角。若其中一角為 a°,其餘各角均為 b°,則其餘角共有n-1 個,因此應列: a°+(n-1)×b°=(n-2)×180° 例如,一角為 90°,其餘各角均為 135°,則: 90+135(n-1)=180(n-2)135n-45=180n-360315=45nn=7 求得邊數後,應代回檢查:一個 90° 加上六個 135°,總和為 90°+810°=900°;七邊形內角和也為 (7-2)×180°=900°,兩者一致。 此類題目不能直接使用正多邊形的每一內角公式,將某一角當成全部內角,因為題目已指出有一個角與其餘角不同。例如正八邊形每一內角恰為 135°,但本題有一角是 90°,所以不是八邊形。 也可用凸多邊形的外角和檢核(各內角皆小於 180°,故為凸多邊形)。每個外角取與內角相鄰的角,90° 內角對應 90° 外角,135° 內角對應 45° 外角,因此 90°+45°×(n-1)=360°,45°×(n-1)=270°,同樣得到 n=7。 四、從一個頂點分割:為什麼是 n-2 個三角形? 對凸 n 邊形,選定一個頂點,連接所有不相鄰的頂點,可畫出n-3 條對角線,將多邊形分成n-2 個三角形。各三角形不重疊,且恰好填滿原多邊形。 這些三角形的角,在多邊形各頂點處合起來,恰好就是原本的各個內角,沒有多出其他角,因此內角和為 (n-2)×180°。以八邊形為例,從一個頂點可畫出 5 條對角線,形成 6 個三角形,內角和為6×180°=1080°,這種解法正確。 要注意,從任一頂點連線都能在圖形內完成上述分割,是凸多邊形的性質。凹多邊形雖然仍適用內角和公式,但不能任選頂點後,就認定所有連線都在圖形內;須採用適當的三角形分割。 五、從內部一點分割:為什麼要扣掉 360°? 在凸 n 邊形內取一點,分別連接各頂點,可形成 n 個三角形。這些三角形的內角總和為 n×180°,但其中除了多邊形各頂點的內角,還包含內部點周圍的一整圈角。 內部點周圍的角合計為 360°,不屬於多邊形的內角,因此: 多邊形內角和=n×180°-360°=(n-2)×180° 以八邊形為例,8 個三角形的內角總和為 1440°,扣除內部點的周角後,得到 1440°-360°=1080°。所以: 只寫「180×8」就當作內角和:錯誤,多算了內部點的 360°。 寫「180×8=1440,再減去 360」:正確。 因此,從頂點分割與從內部點(再扣周角)分割,都可以正確求出內角和,關鍵在於是否計入了額外的角。 分割方式三角形數是否須扣除額外角度八邊形算式 從凸多邊形的一個頂點連線n-2 個不須扣除180°×6=1080° 從凸多邊形內部一點連向所有頂點n 個須扣除內部點周角 360°180°×8-360°=1080° 常考陷阱 把公式寫成 n×180°:邊數不等於由一個頂點分割出的三角形數。內角和應為 (n-2)×180°。 看到「超過」卻使用大於或等於:超過表示>;至少才表示≥。先辨認文字,再列式。 誤選七邊形:n>7 又 5/9,七邊形內角和只有 900°,未超過 1000°。 以為超過 1000° 就只有八邊形:八邊形是最少符合的邊數,更大的邊數也符合。應依題目問法與選項判斷。 看到 135° 就選八邊形:135° 是正八邊形的每一內角,但題目有一角為 90°,不是全部 135°,要列方程式求解,答案為七邊形。 把其餘角算成 n 個或 n-2 個:總共有 n 個角,扣除一個特殊角後,其餘必為 n-1 個。 混淆對角線數與三角形數:從凸 n 邊形的一個頂點畫出 n-3 條對角線,形成的是 n-2 個三角形。 內部分成 8 個三角形,就直接回答 1440°:1440° 包含內部點的一整圈角,須再減去 360°。 以為只有一種分割方法正確:頂點分割(180×6)與內部點分割再扣 360°(1440-360)都正確,判斷選項時要逐一檢查每種說法。 誤認內部點必須位於正中央:分割成立且三角形不重疊、完整覆蓋多邊形時,內部點不必是中心;其周圍的角總和仍為 360°。 只看三角形數,不檢查角的歸屬:判斷解法是否正確,要看各三角形的角加總後,是否恰好等於多邊形內角,或多算了額外角度。 記憶口訣 「邊數減二乘一八,增加一邊加一八。」內角和為 (n-2)×180°,每增加一邊就增加 180°。 「頂點分割減二個,內點分割扣一圈。」從頂點分成 n-2 個三角形;從內點分成 n 個三角形,須扣除 360°。 「一角特殊先獨立,其餘角數總減一。」先把特殊角單獨列出,再用 n-1 計算其餘角的總和。