In geometria un poligono (dal greco πολύς (polys, "molti") e γωνία (gōnia, "angolo") è una figura geometrica piana delimitata da una linea spezzata chiusa. I segmenti che compongono la spezzata chiusa si chiamano lati del poligono e i punti in comune a due lati consecutivi si dicono vertici del poligono.
Alcuni poligoni: i primi due sono convessi, il terzo è concavo, il quarto è intrecciato e stellato e concavo
Un poligono è la parte di piano delimitata da una linea spezzata chiusa.
Ricordiamo che una linea spezzata è l'insieme finito e totalmente ordinato di segmenti, detti lati, che sono ordinatamente consecutivi e ordinatamente non adiacenti. Una linea spezzata è chiusa quando il secondo estremo dell'ultimo segmento coincide con il primo estremo del primo. Una linea spezzata è semplice (o non intrecciata) se due lati non successivi, secondo l'ordinamento assegnato, non si intersecano (a parte il primo e l'ultimo lato che possono avere in comune rispettivamente il primo e il secondo estremo).
Il punto in comune a due lati consecutivi è detto vertice.
Il fatto che una linea spezzata chiusa non intrecciata delimiti effettivamente una porzione di piano è, per quanto intuitivo, un risultato non banale della geometria piana: si tratta di una conseguenza del teorema della curva di Jordan.
Una definizione costruttiva è la seguente: un punto del piano appartiene al poligono se (con al più un numero finito di eccezioni) tutte le semirette uscenti da intersecano la spezzata in un numero finito e dispari di punti distinti.
se ogni angolo interno è minore o uguale ad un angolo piatto (o, equivalentemente, se il prolungamento immaginario di ogni segmento che congiunge due suoi vertici va al di fuori del poligono).
concavo
se anche un solo angolo interno è maggiore di (o, equivalentemente, se il prolungamento immaginario di uno o più segmenti cade all'interno del poligono).
La somma degli angoli interni di un poligono è pari a tanti angoli piatti quanti sono i suoi lati (), meno due
Ad esempio, il poligono in figura ha cinque lati, e quindi:
La dimostrazione può essere svolta per induzione: in un triangolo la somma degli angoli è , e preso un qualunque poligono una sua diagonale lo divide in due altri poligoni con un numero minore di lati, per cui si può far valere l'ipotesi induttiva.
La somma degli angoli esterni di un poligono convesso con lati è uguale a
In quanto la somma di tutti gli angoli esterni e interni è, evidentemente, uguale a volte un angolo giro: sottraendo al totale la somma di quelli interni, avremo la somma di quelli esterni.
Con questa formula possiamo ricavare una superficie di una qualsiasi figura piana attraverso le coordinate dei suoi vertici. È una formula molto utilizzata nella topografia e nella trigonometria.
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