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Géométrie & Trigonométrie

Calculateur de polygone régulier

Calcule l'aire, le périmètre, l'apothème et l'angle intérieur d'un polygone régulier ayant un nombre quelconque de côtés égaux.

Besoin des étapes ? Demandez à Math BuddieUne explication détaillée en français.

Comment utiliser cette calculatrice

  1. Saisissez le nombre de côtés : 3 pour un triangle, 6 pour un hexagone, et ainsi de suite.
  2. Saisissez la longueur d'un côté ; dans un polygone régulier, tous les côtés sont égaux.
  3. Consultez l'aire pour les quantités de matériaux.
  4. Utilisez l'apothème lorsque vous avez besoin de la distance du centre au bord, par exemple pour dimensionner une clé ou une douille.
  5. Utilisez l'angle intérieur lors du réglage des coupes d'onglet.

Méthode de calcul

Un polygone régulier se divise nettement en n triangles isocèles identiques se rejoignant au centre. Chacun a pour base la longueur du côté et pour hauteur l'apothème, c'est-à-dire la distance perpendiculaire du centre au milieu d'un côté. En les additionnant, l'aire est égale à la moitié du périmètre multipliée par l'apothème, ce qui constitue l'analogue pour les polygones de la formule de l'aire du cercle, et devient exactement cette formule lorsque n devient grand.

L'apothème découle directement de la trigonométrie. L'angle au centre de chaque triangle vaut 360/n degrés, sa moitié est donc 180/n, et le demi-côté divisé par l'apothème est la tangente de ce demi-angle. En réarrangeant, l'apothème est égal au côté divisé par deux fois la tangente de pi/n. Tout le reste, à savoir l'aire, le rayon circonscrit et les angles, découle de cette relation unique.

L'angle intérieur, (n − 2) × 180 / n, est la valeur dont les menuisiers et les métallurgistes ont réellement besoin. L'angle intérieur de 120° d'un hexagone signifie que chaque onglet est coupé à 30° par rapport à l'équerre ; celui de 135° d'un octogone correspond à des coupes de 22,5°. Une erreur de ne serait-ce qu'un demi-degré s'accumule sur l'ensemble du contour, c'est pourquoi le dernier joint d'un cadre polygonal découpé à la main est toujours celui qui refuse de fermer.

Formule et références

apothème = s / (2·tan(π/n)) ; A = (n·s·apothème)/2 ; angle intérieur = (n−2)·180/n

Relations classiques des polygones réguliers ; voir Coxeter, Introduction to Geometry, Chapitre 2.

Exemple de calcul

Un pavé hexagonal a des côtés de 200 mm. Quelle surface couvre chaque pavé et quel angle d'onglet permet de les assembler ?

  1. Apothème : 200 / (2 × tan(30°)) = 200 / 1,1547 = 173,2 mm.
  2. Périmètre : 6 × 200 = 1 200 mm.
  3. Aire : (1 200 × 173,2) / 2 = 103 920 mm² = 0,1039 m².
  4. Angle intérieur : (6 − 2) × 180 / 6 = 120°.

0,1039 m² par pavé, soit environ 9,6 pavés par mètre carré avant découpe, avec des angles intérieurs de 120°.

Questions fréquentes

Cela fonctionne-t-il pour les polygones irréguliers ?

Non. Les formes irrégulières nécessitent la formule de l'arpenteur (formule du lacet) appliquée aux coordonnées des sommets, ou une décomposition en triangles.

Quelle est la différence entre l'apothème et le rayon ?

L'apothème rejoint le milieu d'un côté ; le rayon du cercle circonscrit rejoint un sommet. Le rayon circonscrit est toujours le plus grand des deux.

Pourquoi un polygone se rapproche-t-il d'un cercle lorsque le nombre de côtés augmente ?

L'apothème converge vers le rayon et le périmètre vers la circonférence, de sorte que le demi-périmètre multiplié par l'apothème converge vers πr².

Comment régler une scie à onglet pour fabriquer un cadre polygonal ?

Réglez-la sur la moitié de l'angle extérieur, c'est-à-dire 180/n degrés. Pour un hexagone, cela correspond à 30°, et pour un octogone à 22,5°.

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