مضلع منتظم

في الهندسة الإقليدية، المضلع المنتظم (بالإنجليزية: Regular polygon)‏ هو كل مضلع بسيط جميع زواياه متساوية في القياس.[1][2][3] من الممكن أن يكون المضلع المنتظم محدباً أو نجمياً، النجمة الخماسية مثالا.

مضلع منتظم سباعي الأضلاع .

كون أضلاع متعدد أضلاع متساويةً في القياس لا يجعمل منه متعدد أضلاع منتظم، بل يجعل منه مضلعا متساوي الأضلاع. الصنفان مختلفان. المعين على سبيل المثال، هو رباعي أضلاع متساوي الأضلاع وليس بمضلع منتظم.

خصائص عامة

هذه الخصائص تنطبق على المضلعات المحدبة والنجمية:

التماثل

انظر إلى زمرة التماثل.

المضلعات المنتظمة المحدبة

الزوايا

عدد الأضلاعقياس الزاوية الداخليةمجموع قياسات الزوايا الداخلية
10

الأقطار

من أجل n>2، عدد الأقطار هو ، يمكن رسم قطر من كل رأس، تقسم الأقطار من الرأس الواحد المضلع إلى مثلث.

المساحة

عدد
الأضلع
المساحة عندما يساوي الضلع واحدا s=1المساحة عندما يساوي شعاع الدائرة المحيطة واحدا R=1المساحة عندما تساوي المسافة الفاصلة بين مركز المضلع وأحد أضلعه واحدا a=1
قيمة دقيقةقيمة مقربةقيمة دقيقةقيمة مقربةApproximate as
fraction of circumcircle area
قيمة دقيقةقيمة مقربةApproximate as
fraction of incircle area
n
33/40.43301270233/41.2990381050.4134966714335.1961524241.653986686
411.00000000022.0000000000.636619772244.0000000001.273239544
51/425+1051.7204774015/4(5+5)/22.3776412910.756826728855-253.6327126401.156328347
633/22.59807621133/22.5980762110.8269933428233.4641016161.102657791
73.6339124442.7364101890.87102641573.3710223331.073029735
82+224.828427125222.8284271250.90031631608(2-1)3.3137085001.054786175
96.1818241942.8925442440.92072542903.2757321091.042697914
105/25+257.6942088435/2(5-5)/22.9389262620.9354892840225-1053.2491969631.034251515
119.3656399072.9735244960.94650224403.2298914231.028106371
126+3311.1961524233.0000000000.954929658612(2-3)3.2153903091.023490523
1313.185768333.0207006170.96151886943.2042122201.019932427
1415.334501943.0371861750.96676638593.1954086421.017130161
1517.642362913.0505248220.97101220883.1883484261.014882824
16 4 (1+2+2 (2+2))20.1093579742-23.0614674600.9744953584 16 (1+2)(2 (2-2)-1)3.1825978781.013052368
1722.735491903.0705541630.97738774563.1778507521.011541311
1825.520768193.0781812900.97981553613.1738856531.010279181
1928.465189433.0846449580.98187298543.1705392381.009213984
20 5 (1+5+5+25) 31.568757575/2 (5-1)3.0901699440.9836316430 20 (1+5-5+25) 3.1676888061.008306663
100795.51289883.1395259770.99934215653.1426266051.000329117
100079577.209753.1415719830.99999342003.1416029891.000003290
10,0007957746.8933.1415924480.99999993453.1415927571.000000033
1,000,000795774715453.1415926541.0000000003.1415926541.000000000

المضلعات القابلة للإنشاء

بعض المضلعات المنتظمة قابلة للإنشاء بالمسطرة والفرجار بسهولة وبعضها غير قابل للإنشاء بالمسطرة والفرجار بتاتا، سباعي الأضلع مثالا.

علم علماء الرياضيات الإغريق كيفية إنشاء مضلعات منتظمة عدد أضلاعهن الثلاثة والأربعة والخمسة، كما علموا إنشاء مضلع منتظم عدد أضلاعه ضعف عدد أضلاع مضلع منتظم معلوم. أدى بهم ذلك إلى طرح السؤال التالي:

هل جميع المضلعات المنتظمة قابلة للإنشاء مهما كان عدد أضلاعهن ؟ وإذا كان الجواب بالنفي، فما هن المضلعات القابلة للإنشاء وما هن المضلعات غير ذلك ؟

في عام 1796، برهن كارل فريدريش غاوس على قابلية إنشاء مضلع منتظم عدد أضلاعه سبعة عشر. بعد ذلك بخمس سنوات طور نظرية المعروفة باسم الدورة الغاوسية في كتابه استفسارات حسابية. هذه النظرية مكنته من إعطاء شرط كاف لقابلية الإنشاء وهو كما يلي:

يكون مضلع منتظم عدد أضلاعه يساوي n قابلا للإنشاء بالفرجار والمسطرة إذا كان عدد أضلاعه هذا جداءا لقوة ما لاثنين من جهة وعدد معين من أعداد فيرما الأولية، مختلفةً عن بعضها البعض من جهة ثانية (بما في ذلك الحالة حيث يكون عددهن مساويا للصفر).
على سبيل المثال، 17 هو عدد أولي لفيرما، 1 هو قوة لاثنين من الدرجة الصفر. هذا جعل مضلعا منتظما عدد أضلاعه سبعة عشر قابلا للإنشاء.
على سبيل المثال الثاني، 8 هو قوة لاثنين من الدرجة الثالثة. هذا يجعل من ثماني أضلاع منتظم قابلا للاإنشاء بالمسطرة والبركار (الحالة حيث يكون عدد أعداد فيرما الأولية في الجداء المذكور أعلاه مساويا للصفر).

انظر أيضا

مراجع

وصلات خارجية