Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

Um polígono é uma figura geométrica formada por segmentos de reta. Essa figura é fechada e nenhum desses segmentos de reta encontra-se a não ser em suas extremidades. Quando o polígono é convexo, é possível descobrir a soma dos seus ângulos internos sem ter que medi-los. Isso é feito por meio de uma fórmula matemática.

Polígono convexo

Um polígono é convexo quando o segmento de reta cujas extremidades são pontos do interior do polígono está inteiramente dentro dele. Em outras palavras, alguns polígonos possuem uma espécie de “boca”, de modo que é possível escolher dois de seus pontos e ligá-los por um segmento de reta que não está inteiramente dentro do polígono. Esses são os chamados não convexos.

Observe a imagem a seguir que mostra um polígono convexo à esquerda e um não convexo à direita.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

Soma dos ângulos internos

A soma dos ângulos internos de qualquer triângulo é igual a 180°. Tendo isso em mente, podemos pensar em dividir os polígonos convexos em triângulos. Se um polígono pode ser dividido em três triângulos, por exemplo, a soma dos seus ângulos internos é igual a 3 vezes 180.

Para tanto, é preciso criar uma divisão em que a soma dos ângulos dos triângulos seja igual à soma dos ângulos dos polígonos.

É fácil ver que, se escolhermos um vértice de um polígono, as suas diagonais formarão triângulos que cumprem esse pré-requisito. Observe a imagem a seguir:

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

Essa figura é um hexágono. Repare que, partindo de um mesmo vértice, é possível dividi-lo em quatro triângulos. Para qualquer figura, sempre será possível encontrar n – 3* diagonais partindo do mesmo vértice e, consequentemente, serão formados n – 2* triângulos nesse processo (*n = número de lados do polígono).

Como já foi dito, a soma dos ângulos internos de um polígono é igual ao número de triângulos formados dentro dele multiplicado por 180°. Logo, a soma dos ângulos internos de um polígono convexo é:

S = (n – 2)180°

Exemplos:

  • Qual a soma dos ângulos internos de um icoságono convexo?

Os icoságonos são polígonos que possuem 20 lados. A soma dos ângulos internos é:

S = (n – 2)180

S = (20 – 2)180

S = 18·180

S = 3280°

  • Qual é a medida de cada ângulo interno de um icoságono regular?

Polígonos regulares possuem ângulos congruentes. Assim, já sabendo que a soma dos ângulos internos do icoságono é 3280°, cada ângulo dele é igual a:

3280 = 162°
20     
      


Por Luiz Paulo Moreira
Graduado em Matemática

Aproveite para conferir nossas videoaulas sobre o assunto:

QUAL A SOMA DOS �NGULOS (internos ou
externos) DE UM POL�GONO (convexo ou n�o)?

Elon Lages Lima
IMPA

Todos sabem que a soma dos �ngulos internos de um tri�ngulo vale dois �ngulos retos. Este � um dos resultados centrais da Geometria Euclidiana. Ele se estende facilmente para mostrar que a soma dos �ngulos internos de um pol�gono convexo com n lados � igual a n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 vezes 2 �ngulos retos. H�, por�m, uma certa confus�o quando se trata de considerar pol�gonos n�o convexos. A maioria dos livros elementares n�o considera este caso. Alguns textos utilizados em nossas escolas chegam mesmo a dizer que, se um pol�gono de n lados n�o � convexo, a soma dos seus �ngulos internos pode n�o ser igual a n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 retos e a soma dos seus �ngulos externos pode n�o ser igual a 4 retos.

A dificuldade para pol�gonos n�o-convexos se concentra em dois pontos cruciais: o primeiro � a decomposi��o de um pol�gono, por meio de diagonais internas, em tri�ngulos adjacentes e o segundo � a pr�pria defini��o de �ngulo externo.

Nosso objetivo aqui � esclarecer esses pontos, mostrando que todo pol�gono de n lados, convexo ou n�o, decomp�e-se, mediante n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3 diagonais internas, que n�o se cortam, em n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 tri�ngulos adjacentes. Portanto, a soma dos �ngulos internos desse pol�gono � igual a   n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 vezes dois retos e a soma dos seus �ngulos externos (convenientemente definidos) � igual a 4 retos. Tudo igualzinho ao caso de pol�gonos convexos, exceto que agora as n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3 diagonais n�o s�o tra�adas a partir do mesmo v�rtice do pol�gono.
 

     Soma dos �ngulos internos de um tri�ngulo

Come�aremos recordando o caso de um tri�ngulo cujos �ngulos internos chamaremos de

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
,
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
e
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
. A partir de agora, a letra R significar� sempre um �ngulo reto.

Esta � a demonstra��o que os livros trazem e que n�s costumamos repetir em classe. Dentro do princ�pio de que sempre vale a pena, para quebrar a monotonia e arejar as idias, olhar para as coisas fundamentais sob v�rios �ngulos (sem trocadilho), vejamos duas outras demonstra��es deste fato.

Mostremos, por exemplo, como a f�rmula

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R decorre de um caso particular.

Suponhamos, ent�o, que o tri�ngulo seja ret�ngulo.   Seus �ngulos s�o  

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
,
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
e R.   Duas c�pias   juntas   deste   tri�ngulo   formam um ret�ngulo.  (Com efeito,   AB   � paralelo a   CA'   porque os �ngulos alternos internos s�o iguais a 
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
.   Como   AC   � perpendicular a AB , segue-se que
AC e A'C s�o perpendiculares e analogamente,  AB e A'B tamb�m s�o perpendiculares.) Logo
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= e, da�,
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+ R = 2R.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

2
. Um caso particular significativo.

O caso geral reduz-se a este, baixando-se a altura sobre o maior lado. (Essa altura cai sempre no interior do tri�ngulo.) Isto decomp�e o tri�ngulo arbitr�rio em dois tri�ngulos ret�ngulos.  Usando o caso particular j� provado, e observando que

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
=  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
' +
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
", temos

 

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

3. O caso geral resulta do particular.

                             

Outra maneira de provar a f�rmula

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+ R = 2R consiste em considerar primeiro os �ngulos externos a, b e c do tri�ngulo dadoe mostrar que   a + b + c = 4R.  Como  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
a,  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
b e
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
c, ter-se-� ent�o

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

4. A soma dos �ngulos externos.

A demonstra��o de que a + b + c = 4R se faz fixando um ponto qualquer e, a partir dele, tra�ando semi-retas paralelas aos tr�s lados do tri�ngulo. Elas determinam 3 �ngulos iguais a a, b e c os quais, juntos, d�o uma volta completa no plano, logo  a + b + c = 4R.

Nesta �ltima demonstra��o, h� um cuidado a tomar. Para cada lado do tri�ngulo, h� duas semi-retas (opostas) partindo do ponto pr�-fixado e paralelas a esse lado. Se trocarmos uma delas por sua oposta n�o teremos mais 3 �ngulos iguais a a, b e c. Para escolher as semi-retas certas, d�-se uma volta ao longo do tri�ngulo, marcando com setas o sentido do percurso (figura acima), e tomam-se as semi-retas que correspondem ao sentido de cada seta.

     Soma dos �ngulos internos de um pol�gono

Em seguida, consideremos a soma dos �ngulos internos de um pol�gono com n lados. Se ele � convexo, n�o h� dificuldade. A partir de um v�rtice qualquer, tra�amos n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3 diagonais que decomp�em o pol�gono dado em n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 tri�ngulos justapostos, cuja soma dos �ngulos internos � (n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2) x 2R. Esta �, portanto, a soma dos �ngulos internos de um pol�gono convexo de n  lados.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

5. Diagonais a partir de um v�rtice num pol�gono convexo.

6.    Neste pent�gono n�o-convexo uma diagonal partindo do v�rtice A � externa e a outra corta um lado do pent�gono.

Caso o pol�gono n�o seja convexo, a situa��o requer uma an�lise mais cuidadosa. J� n�o podemos mais tra�ar todas as diagonais a partir de um v�rtice qualquer, pois algumas delas podem ser externas ou podem cortar outros lados do pol�gono.

Inicialmente, esclare�amos que a palavra pol�gono significar� sempre pol�gono simples, isto �, uma linha poligonal fechada que pode ser inteiramente percorrida sem que se passe mais de uma vez por qualquer dos seus pontos. Algumas vezes, pol�gono significar� tamb�m a por��o do plano limitada por essa poligonal.

Chama-se diagonal a todo segmento de reta que une dois v�rtices n�o consecutivos de um pol�gono.

Mostraremos agora que, mesmo n�o sendo convexo, qualquer pol�gono pode ser decomposto em tri�ngulos adjacentes por meio de diagonais convenientes. O teorema a seguir, que exprime este fato, raramente � demonstrado, embora n�o seja t�o dif�cil assim.

Teorema 1.

Tra�ando-se diagonais internas que n�o se cortam, pode-se decompor qualquer pol�gono em tri�ngulos justapostos.

Demonstra��o:
Supondo, por absurdo, que o teorema n�o seja verdadeiro, podemos achar um pol�gono P, com n lados, o qual n�o pode ser decomposto em tri�ngulos na forma estipulada pelo enunciado. Escolhemos P de modo que o n�mero n seja o menor poss�vel. Tomamos uma reta r que n�o corte P. Chamamos de B o v�rtice de P situado � menor dist�ncia de r. (A reta r interv�m nesta demonstra��o apenas para detectar um v�rtice "saliente" do pol�gono.) Sejam A e C os v�rtices adjacentes a B. H� dois casos poss�veis:

Primeiro caso: A, B e C s�o os �nicos v�rtices do pol�gono P contidos no tri�ngulo ABC.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

7. B � um v�rtice saliente. Como o tri�ngulo ABC n�o cont�m nenhum outro v�rtice de P al�m de A, B e C, a decomposi��o de P em tri�ngulos come�a tra�ando-se AC.

Neste caso, o pol�gono P', obtido de P substituindo-se os lados AB e BC por AC, tem n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
l lados. Como n � o menor n�mero de lados para o qual o teorema n�o vale, P' pode ser decomposto em tri�ngulos na forma do enunciado. Acrescentando a P' o tri�ngulo ABC, obtemos uma decomposi��o de P da forma requerida. Isto contradiz que o teorema seja falso para P e conclui a demonstra��o deste caso .

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

8. O tri�ngulo ABC cont�m outros v�rtices de P al�m de A, B e C. Sendo D ov�rtice de P contido no tri�ngulo ABC, mais afastado de AC(D

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
B), a decomposi��o come�a com a diagonal BD.

Segundo caso: O tri�ngulo ABC cont�moutros v�rtices do pol�gono P al�m de A, B e C. Dentre eles, seja D o mais distante do lado AC. Ent�o a diagonal DB n�o pode conter outros v�rtices de P al�m de D e B. Essa diagonal, portanto, decomp�e P em dois pol�gonos adjacentes P' e P", ambos com menos lados do que P. O teorema vale, ent�o, para P' e P", que se decomp�em em tri�ngulos justapostos, na forma do enunciado. Juntando essas decomposi��es com DB, obtemos uma decomposi��o de   P.   Contradi��o. Isto prova o segundo caso .

A figura abaixo mostra o mesmo pol�gono decomposto em tri�ngulos mediante diagonais internas tra�adas de duas maneiras diferentes. Nos dois casos, o n�mero de tri�ngulos �igual e o mesmo se d� com o n�mero de diagonais. 0 teorema seguinte diz que isto n�o �uma casualidade.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

 

9. Duas decomposi��es diferentes do mesmo pol�gono determinam 5 tri�ngulos e utilizam 4 diagonais. Experimentando outra decomposi��o qualquer, acharemos sempre estes mesmos n�meros.

Teorema 2.

Quando um pol�gono P de n lados � decomposto, tra�ando-se diagonais internasque n�o se cortam, em tri�ngulos justapostos, o n�mero de tri�ngulos � sempre n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2 e o n�mero de diagonais � n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3.

Demonstra��o:

Supondo, por absurdo, que o teorema seja, falso, consideremos P um pol�gono com o menor n�mero n de lados para o qual o teorema n�o seja v�lido. Ent�o P decomp�e-se, por meio de d diagonais internas, em   t    tri�ngulos justapostos, com    d

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3 diagonais internas, em t tri�ngulos justapostos, com d
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3 ou t
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2. Tomemos uma dessas diagonais. Ela decomp�e P em dois pol�gonos adjacentes P' e P", com  n' e  n" lados respectivamente. Como n' < n e n" < n, o teorema se aplica para P' e P" com o n�mero correto de tri�ngulos e diagonais. Levando em conta que n = n' + n"
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2, que t = t' + t" e que d = d' + d"+ l, as rela��es

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

implicam imediatamente que t = n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2  e  d = n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
3. Esta contradi��o prova o teorema .

Corol�rio 1: A soma dos �ngulos internos de qualquer pol�gono (simples) de n lados � igual a    (n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2) x 2R.

Com efeito, o pol�gono decomp�e-se em n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2tri�ngulos justapostos e a soma dos �ngulos internos de cada um deles �   2R.

Corol�rio 2: A soma dos �ngulos externos de qualquer pol�gono (simples) � igual a   4R .

Aqui � necess�rio lembrar corretamente as no��es de �ngulo interno e externo de um pol�gono.

Quando o pol�gono � convexo, seus v�rtices s�o todos salientes e os �ngulos internos s�o menores do que dois �ngulos retos. Em cada v�rtice, o �ngulo externo �, por defini��o, formado por um lado do pol�gono e o prolongamento do lado adjacente. Isto equivale a dizer que o �ngulo externo

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
� o suplemento do �ngulo interno a que tem o mesmo v�rtice; portanto 
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R,  ou  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
.

Se o pol�gono n�o � convexo, ele possui v�rtices reentrantes. O �ngulo interno a num desses v�rtices reentrantes � maior do que dois �ngulos retos. 0 �ngulo externo

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
ainda � formado por um lado de
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
e o prolongamento do outro. Entretanto, a fim de que continue valendo a igualdade
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
+
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R, ou seja,
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
a,  o �ngulo externo
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
,  num v�rtice reentrante de um pol�gono n�o-convexo, deve ter por medida um n�mero negativo, pois  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
> 2R  implica  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
= 2R
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
< 0.

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?

10. Os �ngulos externos de um pol�gono convexo s�o todos positivos. Se o pol�gono n�o � convexo, h� pelo menos um �ngulo interno

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
maior do que 2R. Logo o�ngulo externo  
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
   � negativo.

Dada esta explica��o, o Corol�rio 2 torna-se evidente. Com efeito, seja S a soma dos �ngulos externos de um pol�gono de n  lados. A soma dos �ngulos internos sendo (n

Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2) x 2R e cada um dos n �ngulos externos sendo o suplemento do �ngulo interno correspondente, temos  S + (n
Qual a soma dos ângulos internos polígono convexo?
2)
x 2R = n x 2R.  e da�  S = 4R .

Qual é a soma dos ângulos internos de um polígono convexo?

A soma dos ângulos internos de um polígono convexo pode ser determinada conhecendo o número de lados (n), bastando subtrair este valor por dois (n - 2) e multiplicar por 180°.

Qual a medida da soma dos ângulos internos é externos de um polígono convexo?

Quando o polígono é convexo, também podemos pensar nas suas diagonais e criar propriedades como a soma de seus ângulos internos e a soma de seus ângulos externos. Essa última propriedade deve sempre ser igual a 360°, em todo polígono convexo.

Como calcular a soma dos ângulos internos de um poliedro convexo?

Em todo poliedro convexo de V vértices, a soma dos ângulos de todas as suas faces é dada por: S = (V − 2) 360◦.

Como calcular a soma dos ângulos externos de um polígono convexo?

Vejamos se a soma dos ângulos externos será 360° para qualquer polígono convexo. ... .
Se somarmos os ângulos suplementares de um polígono convexo com n lados, teremos a seguinte expressão:.
Ou seja, para qualquer que seja o polígono convexo, a soma dos seus ângulos externos será igual a 360°..