四边形内角和是多少,这个数学问题其实很简单

三角形的内角和虽然常见,但外角和才是真正的奇妙之处

众所周知,三角形的内角总和为180°,而四边形的内角总和则为360°。这是因为四边形可以拆解为两个三角形,五边形可以拆解为三个三角形,所以五边形的内角和为180°×3=540°,以此类推。

如果我们换个角度来思考问题。三角形的内角和究竟是多少呢?

或许有些难以想象,但让我告诉你,一只小蚂蚁就能轻松解答这个问题,你相信吗。

有一只名叫张三的小蚂蚁,从三角形的一个顶点出发(可以是任意一个顶点),沿着三角形的边爬行,最终都会回到原点。那么这只小蚂蚁在每一个转角处都会转动一个角度,这个角度就是外角。很容易理解,当它回到原点时,就正好转了一圈,也就是360°。

你也可以这样想象,其实三角形的边长是多少并不重要,因此我将三角形极端地想象成边长为0,也就是小蚂蚁在原地转了个圈,多少度?仍然是360°。

这可能就是三角形外角和最简洁的理解方式。

我还可以继续推论,如果是四边形呢?这只小蚂蚁在四边形上爬行,最终回到原点,就相当于转了一圈,也是360°。同理,五边形也是360°,六边形也是360°。

瞬间,我得到了一个普遍的规律:任何一个凸多边形,外角和都是360°。

什么?你不知道什么是凸多边形?嗯,让我换种方式解释吧。

那么,一个特殊的多边形,比如这样。

它的外角和是多少呢?这里我们需要定义一下角度的正负,我们规定:逆时针转动的角度是正角,而顺时针转动的角度是负角。那么这个四边形的外角和仍然为360°。

很神奇。我要继续变形了。。。

如果这个根本不是多边形,而是一个圆,圆上有一只小蚂蚁,它顺着圆周爬行一圈,会发生什么奇妙的事情?

显然,这只小蚂蚁看上去没有改变方向,但实际上无时无刻不在改变方向,其改变的方向正好是圆弧的弧度,而一个圆的弧度恰好就是360°。

于是我可以得到一个惊人的结论:圆的外角和也是360°。

继续探索,我们发现,所谓圆上一点的外角,就是这点的曲线弧度。因此,如果蚂蚁在一个椭圆上爬行,当它回到起点时,其转过的角度也正好是360°。

甚至于图形不是椭圆,而是任意一个封闭的曲线,蚂蚁爬回到起点,转过的角度都是360°,也就是:任意一个封闭的曲线,它的每一点的角度之和等于360°。

极端化理解就是:不管什么样的曲线,当它缩成一个点时,没有差异,蚂蚁都是原地转个身而已。