segunda-feira, 31 de março de 2014

A área e o perímetro de polígonos regulares


Sejam R o raio da circunferência circunscrita ao polígono, L o lado do polígono e n o número de lados.
Já todos sabemos que o perímetro de um polígono regular de n lados é
P =  n × L
E que a área é
     P-×-ap-
A =     2
Ap é o apótema.
Será que conseguimos fórmulas melhores?
É imediato ver que, se conhecermos R (e n):
            ( π)
P = 2nR  sin   n
e
            (    )
A = n-R2 sin  2π-
     2         n
Como
           ( π)
L =  2R sin  --
             n
Pode-se resolver em ordem a R e substituir na fórmula anterior para obter a área em função do lado:
          2
     --nL-(--)
A =  4 tan  π
           n
Por exemplo, num triângulo equilátero de lado L temos:
                           √ --
       3L2       3L2    L2   3
A =  -----(π)-=  -√---= ------
     4tan  3     4  3      4
para um quadrado de lado L teremos
        4L2
A  = -----(-π) = L2
     4 tan  4
Para um pentágono
             2
A   =  ---5L-(-)
       4 tan  π5
           5L2
    =  --∘------√---
       4   5 - 2  5
          2∘ -----√---    2∘  -------√---
    =  5L----5√-+-2--5 =  L----25 +-10--5
            4  5                4
(Recordo que vimos há tempos que
   (  )
cos  π- =  ϕ-
     5     2
onde ϕ é o número de ouro, e é com esse valor que se determina a tangente utilizada na área do pentágono).
Este post ocorreu-me durante uma pequena discussão no meu mural do facebook sobre o ângulo de 54º.

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