Чтобы найти число сторон правильного многоугольника, около которого описана окружность радиусом 12 см, и сторона которого удалена от центра на 6 см, можно воспользоваться следующими соображениями.
Обозначим:
- ( R ) — радиус описанной окружности (12 см),
- ( a ) — сторона правильного многоугольника,
- ( n ) — число сторон многоугольника,
- ( d ) — расстояние от центра многоугольника до его стороны (6 см).
Для правильного многоугольника справедливы следующие формулы:
Радиус описанной окружности выражается через сторону и число сторон как:
[
R = \frac{a}{2 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)}
]
Апофема (или расстояние от центра до стороны) выражается как:
[
d = \frac{a}{2 \tan\left(\frac{\pi}{n}\right)}
]
Из этих двух уравнений можно выразить сторону ( a ) и затем составить уравнение:
[
\frac{a}{2 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)} = 12
]
[
\frac{a}{2 \tan\left(\frac{\pi}{n}\right)} = 6
]
Из первого уравнения:
[
a = 24 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)
]
Из второго уравнения:
[
a = 12 \tan\left(\frac{\pi}{n}\right)
]
Приравняем выражения для ( a ):
[
24 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right) = 12 \tan\left(\frac{\pi}{n}\right)
]
Упростим:
[
2 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right) = \tan\left(\frac{\pi}{n}\right)
]
Преобразуем тангенс через синус и косинус:
[
2 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right) = \frac{\sin\left(\frac{\pi}{n}\right)}{\cos\left(\frac{\pi}{n}\right)}
]
Умножим обе части на (\cos\left(\frac{\pi}{n}\right)):
[
2 \sin\left(\frac{\pi}{n}\right) \cos\left(\frac{\pi}{n}\right) = \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)
]
Если (\sin\left(\frac{\pi}{n}\right) \neq 0), делим обе части на (\sin\left(\frac{\pi}{n}\right)):
[
2 \cos\left(\frac{\pi}{n}\right) = 1
]
Таким образом:
[
\cos\left(\frac{\pi}{n}\right) = \frac{1}{2}
]
Значение (\cos\left(\frac{\pi}{n}\right) = \frac{1}{2}) соответствует углу (\frac{\pi}{n} = \frac{\pi}{3}), то есть (n = 6).
Следовательно, правильный многоугольник является правильным шестиугольником. Ответ: ( n = 6 ).