گاهی برای پوشاندن یک سطح از یک یا چند نوع کاشی استفاده می کنند به صورتی که کاشی ها روی هم قرار نگیرند و نیز بین آنها فضای خالی نباشد. مانند شکل های زیر:
مثال
به شکل زیر توجه کنید. چرا کاشیکاری با یک نوع کاشی انجام نمی شود؟
زیرا بین کاشی ها فضای خالی وجود دارد.
سطح زیر با مثلث هایی همنهشت با مثلث ABC کاشی کاری شده است.
مثلث سبز انتقال یافته مثلث ABC است.
مثلث نارنجی دوران یافته مثلث ABC است.
اگر سه مثلث همنهشت را دوباره رسم کنیم:
ملاحظه می کنید که سه زاویۀ x، y و z که زاویه های یک مثلث هستند در کنار هم تشکیل زاویۀ نیم صفحه را می دهند، پس:
مجموع زاویه های داخلی یک مثلث \({180^ \circ }\) است.
\(\hat A + \hat B + \hat C = {180^ \circ }\)
منظور از زاویه های داخلی یک چندضلعی، زاویه هایی است که درون چندضلعی قرار دارد و ضلع های زاویه، ضلع های چندضلعی است. برای محاسبه مجموع زاویه های داخلی چندضلعی با رسم تعدادی از قطرهای چندضلعی درون آن تعدادی مثلث ایجاد می کنیم و با توجه به اینکه: «مجموع زاویه های هر مثلث \({180^ \circ }\) است.» مجموع زاویه های داخلی چندضلعی را به دست می آوریم:
\(3 \times {180^ \circ } = {540^ \circ }\)
دقت کنید قطرهایی رسم کنید که یکدیگر را قطع نکنند (به جز در رأس). برای رسم قطرها یک رأس را در نظر می گیریم و به رأس های مقابل وصل می کنیم. با دقت در شکل بالا متوجه می شوید که تعداد مثلث های ایجاد شده در هر چندضلعی 2 تا از تعداد ضلع ها کمتر است. مثلاً مجموع زاویه های داخلی یک شش ضلعی برابر است با:
\((6 - 2) \times {180^ \circ } = 4 \times {180^ \circ } = {720^ \circ }\)
برای محاسبه مجموع زاویه های داخلی چندضلعی از رابطۀ زیر استفاده می کنیم:
180 × (2 – تعداد ضلع ها) = 180 × تعداد مثلث ها = مجموع زاویه های داخلی هر چند ضلعی
شکل مقابل مقدار a را بدست آورید.
540 = 180 × 3 = مجموع زاویه های داخلی 5 ضلعی
\(\begin{array}{l}2a + {20^ \circ } + 2a + {20^ \circ } + 2a + {25^ \circ } + 2a + {25^ \circ } + {130^ \circ } = {540^ \circ }\\\\ \Rightarrow 8a + {220^ \circ } = {540^ \circ } \Rightarrow 8a = {540^ \circ } - {220^ \circ } = {320^ \circ }\\\\ \Rightarrow a = \frac{{{{320}^ \circ }}}{8} = {40^ \circ }\end{array}\)
ابتدا مجموع زاویه های داخلی چندضلعی منتظم را بدست می آوریم و چون در شکل های منتظم زاویه ها با هم برابرند، مجموع زاویه های داخلی را بر تعداد زاویه ها تقسیم می کنیم تا اندازۀ هر زاویه بدست آید.
مثال
اندازۀ هر زاویۀ داخلی هشت ضلعی منتظم را بدست آورید.
1080 = 180 × (2 – 8) = مجموع زاویه های داخلی 8 ضلعی منتظم
135 = 8 ÷ 1080 = اندازه هر زاویه داخلی هشت ضلعی منتظم
اندازۀ هر زاویۀ داخلی n ضلعی منتظم برابر است با \(\frac{{(n - 2) \times {{180}^ \circ }}}{n}\)
آیا با کاشی هایی به شکل شش ضلعی منتظم می توان به تنهایی کاشی کاری کرد؟
بله؛ در کاشی کاری با شش ضلعی منتظم به تنهایی، هیچ فضای خالی ایجاد نمی شود. ابتدا اندازۀ هر زاویۀ داخلی شش ضلعی منتظم را محاسبه می کنیم. شش ضلعی های منتظم وقتی کنار هم قرار می گیرند در هر گوشه \({120^ \circ }\)، زاویه دارند:
\(\frac{{(6 - 2) \times {{180}^ \circ }}}{6} = \frac{{4 \times {{180}^ \circ }}}{6} = \frac{{{{720}^ \circ }}}{6} = {120^ \circ }\)
سه تا زاویه \({120^ \circ }\) داریم که می شود \(3 \times {120^ \circ } = {360^ \circ }\).
اگر بخواهیم فقط با استفاده از یک نوع شکل منتظم کاشی کاری کنیم، اندازۀ هر زاویۀ داخلی آن باید شمارندۀ \({360^ \circ }\) باشد؛ به عبارتی \({360^ \circ }\) باید بر اندازۀ هر زاویۀ داخلی شکل منتظم بخش پذیر باشد.
آیا با کاشی هایی به شکل پنج ضلعی منتظم، می توان به تنهایی کاشی کاری کرد؟
اندازۀ هر زاویۀ داخلی \(\frac{{(5 - 2) \times {{180}^ \circ }}}{5} = \frac{{3 \times {{180}^ \circ }}}{5} = \frac{{{{540}^ \circ }}}{5} = {108^ \circ }\) می باشد و 360 بر 108 بخش پذیر نیست.
شکل زیر با یک نوع مثلث و یک نوع لوزی کاشی کاری شده است. اندازۀ زاویه های مثلث و لوزی را محاسبه کنید.
اگر به مرکز طرح کاشی کاری دقت کنید، 8 تا زاویۀ تند لوزی ها که با هم مساویند، در کنار هم تشکیل زاویۀ 360 درجه را می دهند. اندازۀ زاویۀ تند در هر لوزی برابر 45 درجه خواهد بود:
\(\frac{{{{360}^ \circ }}}{8} = {45^ \circ }\)
اندازۀ زاویۀ باز در هر لوزی 135 = 45 – 180 می باشد:
سپس به گوشه ای دقت کنید که از دو زاویۀ باز لوزی و یک زاویۀ مثلث تشکیل شده است. اندازۀ یکی از زاویه های مثلث برابر خواهد بود با:
\(\begin{array}{l}2 \times {135^ \circ } = {270^ \circ }\\\\ \Rightarrow {360^ \circ } - {270^ \circ } = {90^ \circ }\end{array}\)
درمثلث قائم الزاویه ای که دو ساق برابر دارد اندازۀ هر زاویۀ تند برابر است با:
\({180^ \circ } - {90^ \circ } = {90^ \circ } \Rightarrow \frac{{{{90}^ \circ }}}{2} = {45^ \circ }\)
برای محاسبه مجموع زاویه های داخلی در n ضلعی های مقعر (کاو) نیز از رابطه \({180^ \circ } \times (n - 2)\) استفاده می کنیم.
تهیه کننده : افسانه پهلیانی