(2012•青島模擬)同學們已經(jīng)認識了很多正多邊形,現(xiàn)以正六邊形為例再介紹與正多邊形相關的幾個概念.如正六邊形ABCDEF各邊對稱軸的交點O,又稱正六邊形的中心,其中OA稱正六邊形的半徑,通常用R表示,∠AOB稱為中心角,顯然.提出問題:正多邊形內(nèi)任意一點到各邊距離之和與這個正多邊形的半徑R和中心角有什么關系?
探索發(fā)現(xiàn):
(1)為了解決這個問題,我們不妨從最簡單的正多邊形--正三角形入手.
如圖①,△ABC是正三角形,半徑OA=R,∠AOB是中心角,P是△ABC內(nèi)任意一點,P到△ABC各邊距離分別為h
1、h
2、h
3 ,確定h
1+h
2+h
3的值與△ABC的半徑R及中心角的關系.
解:設△ABC的邊長是a,面積為S,顯然S=
a(h
1+h
2+h
3)
O為△ABC的中心,連接OA、OB、OC,它們將△ABC分成三個全等的等腰三角形,過點O作OM⊥AB,垂足為M,Rt△AOM中,易知
OM=OAcos∠AOM=Rcos
∠AOB=Rcos
×120°=Rcos60°,
AM=OAsin∠AOM=Rsin
∠AOB=Rsin
×120°=Rcos60°
∴AB=a=2AM=2Rsin60°
∴S
△AOB=
AB×OM=
×2Rsin60°•Rcos60°=R
2sin60°cos60°
∴S
△ABC=3S
△AOB=3R
2sin60°cos60°
∴
a(h
1+h
2+h
3)=3R
2sin60°cos60°
即:
×2Rsin60°(h
1+h
2+h
3)=3R
2sin60°cos60°
∴h
1+h
2+h
3=3Rcos60°
(2)如圖②,五邊形ABCDE是正五邊形,半徑是R,P是正五邊形ABCDE內(nèi)任意一點,P到五邊形ABCDE各邊距離分別為h
1、h
2、h
3、h
4、h
5,參照(1)的探索過程,確定h
1+h
2+h
3+h
4+h
5的值與正五邊形ABCDE的半徑R及中心角的關系.
(3)類比上述探索過程,直接填寫結(jié)論
正六邊形(半徑是R)內(nèi)任意一點P到各邊距離之和 h
1+h
2+h
3+h
4+h
5+h
6=
6Rcos30°
6Rcos30°
正八邊形(半徑是R)內(nèi)任意一點P到各邊距離之和 h
1+h
2+h
3+h
4+h
5+h
6+h
7+h
8=
8Rcos22.5°
8Rcos22.5°
正n邊形(半徑是R)內(nèi)任意一點P到各邊距離之和 h
1+h
2+…+h
n=
.