Đề bài
Chứng minh rằng số đường chéo của một đa giác lồi \(n\) cạnh là \(\displaystyle {{n(n - 3)} \over 2}\)
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Ta chứng minh khẳng định đúng với mọi \(n \in{\mathbb N}^*\), \(n ≥ 4\).
Sử dụng phương pháp quy nạp toán học để chứng minh.
Lời giải chi tiết
Kí hiệu số đường chéo của đa giác \(n\) cạnh là \(C_n\).
Ta chứng minh \(\displaystyle C_n = {{n(n - 3)} \over 2}\) (1) với mọi \(n \in{\mathbb N}^*\), \(n ≥ 4\).
*) Với \(n = 4\), ta có tứ giác nên nó có 2 đường chéo.
Mặt khác \(\displaystyle {{4(4 - 3)} \over 2} = 2\) nên (1) đúng với \(n = 4\).
Vậy khẳng định đúng với \(n= 4\).
*) Giả sử (1) đúng với \(n = k ≥ 4\), tức là \(C_k = \displaystyle {{k(k - 3)} \over 2}\)
Vậy số đường chéo của đa giác \(k + 1\) cạnh là
\(\displaystyle {{k(k - 3)} \over 2}+ k - 2 + 1\)
\( = \dfrac{{{k^2} - 3k}}{2} + k - 1 \)
\(= \dfrac{{{k^2} - 3k + 2k - 2}}{2}\)
\(\displaystyle ={{{k^2} - k - 2} \over 2} \)
\( = \dfrac{{\left( {k + 1} \right)\left( {k - 2} \right)}}{2}\)
\(\displaystyle = {{(k + 1)((k + 1) - 3)} \over 2}\)
Như vậy, khẳng định cũng đúng với đa giác \(k + 1\) cạnh
Vậy bài toán đã được chứng minh.
Chú ý:
Trên đây là cách chứng minh bằng quy nạp, các em có thể dễ dàng chứng minhcông thức đó bằng kiến thức chương 2 như sau:
Cách 2: Đa giác lồi \(n\) cạnh có \(n\) đỉnh.
Chọn 2 điểm bất kì trong số các đỉnh của một đa giác ta được 1 cạnh hoặc 1 đường chéo của đa giác.
⇒ Tổng số cạnh và đường chéo của đa giác bằng:
\(C_n^2 = \dfrac{{n!}}{{2!\left( {n - 2} \right)!}}\)\( = \dfrac{{n\left( {n - 1} \right)\left( {n - 2} \right)!}}{{2\left( {n - 2} \right)!}} = \dfrac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2}\)
⇒ Số đường chéo của đa giác lồi có \(n\) cạnh là:
\(\dfrac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2} - n = \dfrac{{{n^2} - n - 2n}}{2}\)\( = \dfrac{{{n^2} - 3n}}{2} = \dfrac{{n\left( {n - 3} \right)}}{2}\)
Vậy ta có đpcm.
SGK Toán 11 - Cánh Diều tập 2
Unit 1: Eat, drink and be healthy
Chương 2. Nitrogen và sulfur
Chương 6: Hợp chất carbonyl - Carboxylic acid
Chủ đề 5. Cơ thể là một thể thống nhất và ngành nghề liên quan đến sinh học cơ thể
SBT Toán Nâng cao Lớp 11
Chuyên đề học tập Toán 11 - Chân trời sáng tạo
Chuyên đề học tập Toán 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SGK Toán 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SBT Toán 11 - Chân trời sáng tạo
Chuyên đề học tập Toán 11 - Cánh Diều
SBT Toán 11 - Cánh Diều
SBT Toán 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SGK Toán 11 - Chân trời sáng tạo
SGK Toán 11 - Cánh Diều
Tổng hợp Lí thuyết Toán 11
Bài giảng ôn luyện kiến thức môn Toán lớp 11
SBT Toán Lớp 11
SGK Toán Nâng cao Lớp 11