Uma diagonal de um polígono é um segmento de reta entre dois vértices não consecutivos do polígono.
A fórmula para se calcular a quantidade de diagonais "D" que tem em um polígono de "n" lados é a seguinte: D = n ( n − 3 ) 2 {\displaystyle D={n(n-3) \over 2}} É necessário realçar que o triângulo não possui diagonais, e o pentágono é o único polígono, cujo número de diagonais é o mesmo que o número de lados.
Tendo o retângulo acima como base para o estudo da fórmula, isolamos (limitamos nossa atenção) a um dos vértices, tomemos, por exemplo, o vértice A. Para esse vértice, somente é possível fazer diagonal com outro vértice não adjacente a ele, nesse caso, o vértice C. Os vértices B e D devem ser desconsiderados pois formam com o A dois dos lados do polígono. Criamos uma fórmula que descreva a afirmação anterior: Seja P o número de diagonais possíveis ao vértice A, desconsiderando os 3 (três) vértices com os quais não é possível ligar uma diagonal, a saber: B, D e o próprio A. P = n − 3 {\displaystyle P={n-3}} Onde 'n' é o número de vértices do polígono. Aplicando essa fórmula ao retângulo acima, temos: P = 4 − 3 {\displaystyle P=4-3} portanto, para o vértice A uma só diagonal. Se temos uma fórmula que calcula o número de diagonais para um vértice do polígono, bastaria então multiplicar essa fórmula pelo número de vértices desse polígono para aplicá-la aos outros vértices, porém, o que se observa é que o resultado será sempre o dobro do número de diagonais do polígono, veja: d = n ( n − 3 ) {\displaystyle d=n(n-3)} d = 4 ( 4 − 3 ) = 4 {\displaystyle d=4(4-3)=4} Isso se deve ao fato que uma diagonal é sempre "compartilhada" por dois vértices, daí a necessidade de se dividir por 2. Então: d = n ( n − 3 ) 2 {\displaystyle d={n(n-3) \over 2}} ou ainda: d = n 2 − 3 n 2 {\displaystyle d={n^{2}-3n \over 2}} Fica fácil agora entender matematicamente o porquê do triângulo não ter diagonais, uma vez que serão desconsiderados sempre 3 vértices: o próprio e os dois adjacentes. Combinatoriamente, também é possível calcular o número de diagonais mediante o seguinte raciocínio: Para cada par de pontos, existe um segmento de reta que os contém. Assim, a combinação de n vértices dois a dois fornece o número de segmentos possíveis entre dois vértices do polígono - há de se retirar, obviamente, o número de lados do polígono, pois estes também são segmentos possíveis entre dois vértices. Assim, temos: d = C n , 2 − n = n ! 2 ! ( n − 2 ) ! − n = n 2 − 3 n 2 {\displaystyle d=C_{n,2}\ -n={n! \over 2!(n-2)!}-n={n^{2}-3n \over 2}}
Polígonos São figuras geométricas fechadas, formadas por segmentos de reta. Estas figuras são caracterizadas pelos seguintes elementos: ângulos, vértices, diagonais e lados. Os polígonos recebem nomes especiais de acordo com o número de lados que possuem. Veja na tabela abaixo o nome de alguns polígonos.
De acordo com a tabela acima um quadrilátero é um polígono que possui 4 lados. Alguns quadriláteros têm denominação própria, são eles: Trapézio É um quadrilátero que tem dois lados paralelos.
Paralelogramo É um quadrilátero que tem dois pares de lados paralelos.
Retângulo É um paralelogramo que tem todos os ângulos retos (iguais a 90°).
Losango É um paralelogramo em que todos os lados têm a mesma medida. Vale observar também que as diagonais do losango se encontram em seus pontos médios formando ângulo de 90°.
Quadrado É um paralelogramo em que todos os lados têm medidas iguais e todos os ângulos são retos.
Como visto anteriormente um triângulo é um polígono que possui 3 lados. É importante saber que a soma dos ângulos internos de qualquer triângulo mede 180°. Os triângulos são classificados de acordo com o tamanho de seus lados, e também de acordo com as medidas de seus ângulos internos. Esta classificação é apresentada nas tabelas abaixo.
Vale aqui ressaltar mais algumas propriedades destes triângulos:
Vale neste momento observar que o triângulo retângulo é o triângulo que satisfaz o teorema de Pitágoras, e também é o triângulo usado na trigonometria.
O perímetro de um polígono qualquer é dado pela soma das medidas de seus lados. Dada uma região com uma forma poligonal, é o perímetro do polígono que nos diz por exemplo, quantos metros de cerca precisamos comprar para cercar esta região. A área de uma região poligonal indica quantos quadrados de lado 1 cabem na região. O cálculo da área depende do polígono considerado, listamos aqui somente as mais usadas. Triângulo:
Quadrado
Retângulo
Paralelogramo
Losango
Trapézio
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