Периметр многоугольника¶
Периметр многоугольника — это длина замкнутой ломаной, образующей границу многоугольника, то есть сумма длин всех его сторон. Периметр обозначается латинской буквой P и измеряется в тех же единицах, что и стороны (миллиметры, сантиметры, метры и т. д.).
¶Формула периметра
¶Общий случай
Для произвольного выпуклого или невыпуклого многоугольника с n сторонами:
P = a₁ + a₂ + a₃ + … + aₙ
где a₁, a₂, …, aₙ — длины сторон многоугольника.
¶Правильный многоугольник
Правильный многоугольник — это многоугольник, у которого все стороны равны и все углы равны. Если сторона правильного n-угольника равна a, то:
P = n · a
Например, сторона правильного шестиугольника равна 3 см, значит P = 6 · 3 = 18 см.
¶Прямоугольник и квадрат
Для прямоугольника со сторонами a и b:
P = 2 · (a + b)
Для квадрата со стороной a:
P = 4 · a
¶Параллелограмм и ромб
Для параллелограмма со сторонами a и b:
P = 2 · (a + b)
Для ромба со стороной a:
P = 4 · a
¶Трапеция
Для трапеции с основаниями a и b и боковыми сторонами c и d:
P = a + b + c + d
¶Треугольник
Для треугольника со сторонами a, b и c:
P = a + b + c
¶Примеры решения задач
¶Пример 1. Прямоугольник
Задача: длина прямоугольника равна 8 см, ширина — 5 см. Найти периметр.
Решение: P = 2 · (8 + 5) = 2 · 13 = 26 см.
¶Пример 2. Правильный шестиугольник
Задача: сторона правильного шестиугольника равна 4 см. Найти периметр.
Решение: P = 6 · 4 = 24 см.
¶Пример 3. Треугольник
Задача: стороны треугольника равны 3 см, 4 см и 5 см. Найти периметр.
Решение: P = 3 + 4 + 5 = 12 см.
¶Пример 4. Обратная задача
Задача: периметр квадрата равен 36 см. Найти длину его стороны.
Решение: a = P / 4 = 36 / 4 = 9 см.
¶Пример 5. Прямоугольник по периметру и стороне
Задача: периметр прямоугольника равен 40 см, одна из сторон равна 12 см. Найти вторую сторону.
Решение: из формулы P = 2 · (a + b) находим 40 = 2 · (12 + b), значит 12 + b = 20, b = 8 см.
¶Связь периметра и площади
Периметр и площадь — разные величины, но в задачах они часто связаны. Например, при фиксированном периметре квадрат имеет наибольшую площадь среди всех прямоугольников с тем же периметром. При фиксированной площади квадрат имеет наименьший периметр среди прямоугольников.
Для прямоугольника со сторонами a и b известны соотношения:
- P = 2(a + b)
- S = a · b
Зная любые две из трёх величин (P, S и одна сторона), можно найти третью.
¶Практическое применение
Расчёт периметра используется при:
- определении длины забора, бордюра или ленты фундамента вокруг участка или здания;
- расчёте длины карниза крыши;
- определении длины окантовки ковра, бассейна или клумбы;
- планировании ограждений на спортивных площадках;
- вычислении длины маршрута в задачах на движение вдоль границы фигуры.
¶Частые ошибки
- Смешивание периметра и площади: периметр измеряется в единицах длины, площадь — в квадратных единицах.
- Забывание умножить на 2 в формуле прямоугольника: P = 2(a + b), а не a + b.
- Использование формулы правильного многоугольника для неправильного: формула P = n · a применима только когда все стороны равны.
- Ошибка в единицах измерения: перед вычислением все стороны должны быть приведены к одной единице.
¶Историческая справка
Понятие периметра восходит к античной геометрии. Слово «периметр» происходит от греческих слов περί («вокруг») и μέτρον («мера»). Учение о периметре и площади многоугольников излагалось в «Началах» Евклида (III век до н. э.), а также в трудах древнегреческих математиков Архимеда и Герона Александрийского. В русской математической традиции вопросы измерения фигур разрабатывались в трудах М. В. Ломоносова и Л. Эйлера.
¶Источники
- Атанасян Л. С. и др. Геометрия. 7–9 классы. — М.: Просвещение.
- Атанасян Л. С. и др. Геометрия. 10–11 классы. — М.: Просвещение.
- Виленкин Н. Я., Жохов В. И. Математика. 5–6 классы. — М.: Мнемозина.
- Евклид. Начала. — М.: Наука, 1993.