「n角形の角を求める」モードでは角(頂点)の数 n を、「正何角形かを逆算する」モードでは正多角形の1つの角の大きさを入力してください。
このページでできること
- \(n\) 角形(3〜360)の内角の和 \(180^\circ \times (n - 2)\)・外角の和 \(360^\circ\)・正\(n\)角形の1つの内角と外角の大きさを、角(頂点)の数を入れるだけでその場で計算できます
- 正七角形の1つの内角 \(\dfrac{900}{7}^\circ\) のような割り切れない角も、厳密値(分数)と小数の両方で表示。「\((n-2)\) 個の三角形に分ける」考え方の途中式も見られます
- 逆に、1つの内角(または外角)の大きさから「正何角形か」を逆算できます。頂点の数が整数にならないときは「正多角形にはなりません」と判定します
- 計算結果には正多角形の図が表示され、1つの内角・外角の位置と、対角線で三角形に分ける様子を目で確かめられます(角の数が多すぎるときは、図や対角線は省略されます)
この計算は何の役に立つ?
土地の境界を測量するときは、敷地を多角形とみなして各頂点の角度を測ります。測った内角をすべて足した値が、理論値の \(180^\circ \times (n - 2)\) とどれだけずれているか(閉合差)を確かめることで、測定ミスや機器の誤差を発見できます。
この検算は測量の基本手順として実務で日常的に行われていて、多角形の内角の和の公式がそのまま現場の品質管理に使われている例です。
床のタイルのように、1種類の正多角形で平面を隙間なく敷き詰めるには、1つの頂点の周り(\(360^\circ\))に内角がぴったり収まる必要があります。つまり内角が \(360^\circ\) の約数になる正三角形(\(60^\circ\))・正方形(\(90^\circ\))・正六角形(\(120^\circ\))の3種類だけが敷き詰め可能で、正五角形(\(108^\circ\))では必ず隙間ができます。
ハチの巣が正六角形なのも、少ない材料で隙間なく空間を仕切れる形だからだと説明されます。
Scratch やロボットのプログラミングで正多角形を描くときは、「少し進んで、少し曲がる」をくり返します。このとき曲がる角度は内角ではなく外角(\(360^\circ \div n\))で、正五角形なら \(72^\circ\) ずつ曲がると1周して図形が閉じます。
小学校のプログラミング教育でも定番の題材で、「外角の和 \(= 360^\circ\)(1周)」の考え方がそのままプログラムになっています。
カメラのレンズの絞りは、複数の羽根が作る正多角形に近い開口で光の量を調節しています。羽根の枚数(=多角形の角の数)によって、夜景の光源から伸びる光の筋の本数や、ボケの形が変わります。
製品設計では、正多角形の角の数と角度がそのまま写りの個性を決める要素になっています。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(n\) | エヌ | 角(頂点)の数。五角形なら \(n = 5\) です。number(数)の頭文字 \(n\) が、個数を表す文字としてよく使われます。 |
| \(S\) | エス | このページで内角の和を表す文字。合計を意味する Sum の頭文字に由来するといわれ、合計量や面積を表す文字としてよく使われます。 |
| \(T\) | ティー | このページで外角の和を表す文字。合計を意味する Total の頭文字として使っています。 |
| \(x,\ y\) | エックス・ワイ | 求めたい角の大きさを表す文字。教科書や問題集では「1つの内角を \(x^\circ\) とすると」のように、わからない数を \(x\) と置くのが慣例です。 |
| \(^\circ\) | ど | 角度の単位「度」の記号。1回転を 360 等分した角の大きさが \(1^\circ\) です。1回転が 360 という数になったのは、約数が多く等分しやすいからだといわれています。 |
用語
| 多角形 | たかくけい | 3本以上の線分(まっすぐな線)で囲まれた図形。三角形・四角形・五角形…をまとめた呼び名で、角の数が \(n\) 個なら「\(n\) 角形」と呼びます。 |
| 頂点 | ちょうてん | 多角形の角の点。辺と辺が交わる点で、\(n\) 角形には \(n\) 個あります。角の数と頂点の数と辺の数はすべて同じです。 |
| 内角 | ないかく | 多角形の内側にできる角。\(n\) 角形には頂点の数と同じ \(n\) 個あります。 |
| 外角 | がいかく | 多角形の1つの辺を延長した直線と、隣の辺との間にできる角。同じ頂点の内角と外角を合わせると一直線の角(\(180^\circ\))になります。 |
| 内角の和 | ないかくのわ | 内角をすべて足した角度。\(n\) 角形では \(180^\circ \times (n - 2)\) になります。三角形は \(180^\circ\)、四角形は \(360^\circ\)、五角形は \(540^\circ\) と、角が1つ増えるごとに \(180^\circ\) ずつ増えます。 |
| 外角の和 | がいかくのわ | 各頂点で外角を1つずつとって全部足した角度。へこみのない多角形なら、何角形でもちょうど1周分の \(360^\circ\) になります。 |
| 正多角形 | せいたかくけい | 辺の長さがすべて等しく、内角の大きさもすべて等しい多角形。正三角形・正方形・正五角形などです。角がすべて等しいからこそ「内角の和 ÷ 角の数」で1つの内角が求められます。 |
| 対角線 | たいかくせん | 多角形の隣り合わない2つの頂点を結んだ線分。1つの頂点からは、自分自身と両隣を除いた \(n - 3\) 本が引け、多角形を \(n - 2\) 個の三角形に切り分けます。 |
| 三角形の内角の和 | さんかくけいのないかくのわ | どんな形の三角形でも、3つの内角を足すと必ず \(180^\circ\) になるという性質。多角形の内角の和の公式は、多角形を三角形に分けてこの性質を使ったものです。 |
| 平角 | へいかく | 一直線の角。大きさは \(180^\circ\) で、ちょうど半回転にあたります。「内角 + 外角 \(= 180^\circ\)」は、辺とその延長が一直線=平角を作ることから来ています。 |
| 凸多角形 | とつたかくけい | へこみのない多角形。どの内角も \(180^\circ\) より小さい多角形のことで、このページの外角の説明(外角の和 \(= 360^\circ\))は凸多角形を前提にしています。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 三角形の内角の和(小学5年〜中学2年) |
|
| 角度と回転(小学4年) |
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| 多角形と対角線(小学4年〜中学2年) |
|
| 割り算と分数(小学5年〜中学1年) |
|
| 一次方程式(中学1年) |
|
Excelで計算する方法
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 内角の和 S | =180*(B1-2) |
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 1つの内角 x | =180*(B1-2)/B1 |
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 1つの外角 y | =360/B1 |
| 1つの内角(度) | 108 |
| 1つの外角(度) | =180-B1 |
| 頂点の数 n = 360 ÷ 外角 | =360/B2 |
「*」が掛け算、「/」が割り算の記号です。
1つ目の表は五角形(n = 5)の内角の和を求める例で、答えは 540 になります。2つ目・3つ目の表は正五角形の1つの内角と外角で、それぞれ 108 と 72 になります。
4つ目の表は逆算です。内角 108 を入れると外角が 72、頂点の数が 5 となり、正五角形とわかります。頂点の数が 7.2 のような整数でない値になったら、その角をもつ正多角形はありません。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 内角の和 S | =180*(B1-2) |
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 1つの内角 x | =180*(B1-2)/B1 |
| 角(頂点)の数 n | 5 |
| 1つの外角 y | =360/B1 |
| 1つの内角(度) | 108 |
| 1つの外角(度) | =180-B1 |
| 頂点の数 n = 360 ÷ 外角 | =360/B2 |
Pythonで計算する方法
from fractions import Fraction
# n角形の角を求める(vertex_count = 角(頂点)の数)
vertex_count = 7
interior_sum = 180 * (vertex_count - 2)
regular_interior = Fraction(interior_sum, vertex_count)
regular_exterior = Fraction(360, vertex_count)
print(f"内角の和: {interior_sum}°")
print("外角の和: 360°")
print(f"正{vertex_count}角形の1つの内角: {regular_interior}° ≒ {float(regular_interior):.2f}°")
print(f"正{vertex_count}角形の1つの外角: {regular_exterior}° ≒ {float(regular_exterior):.2f}°")
# 逆算:1つの内角の大きさから正何角形かを求める
interior_angle = Fraction(150)
exterior_angle = 180 - interior_angle
polygon_count = Fraction(360) / exterior_angle
if polygon_count.denominator == 1 and polygon_count >= 3:
print(f"内角{interior_angle}°の正多角形: 正{polygon_count}角形")
else:
print(f"内角{interior_angle}°の正多角形はありません(360 ÷ 外角 = {polygon_count})")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
S = 180° × (n − 2)
S = 180^{\circ} \times (n - 2)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mn>180</mn><mo>°</mo></msup>
<mo>×</mo>
<mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
S = 180^circ xx (n - 2)
S = 180 (n - 2) Degree
S := 180*(n - 2);
S = 180*(n - 2);
S = 180° × (n − 2)
T = 360°
T = 360^{\circ}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>T</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mn>360</mn><mo>°</mo></msup>
</mrow>
</math>
T = 360^circ
T = 360 Degree
T := 360;
T = 360;
T = 360°
x = 180° × (n − 2) / n
x = \frac{180^{\circ} \times (n - 2)}{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><msup><mn>180</mn><mo>°</mo></msup><mo>×</mo><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (180^circ xx (n - 2))/n
x = (180 (n - 2)/n) Degree
x := 180*(n - 2)/n;
x = 180*(n - 2)/n;
x = 180° × (n − 2) / n
y = 360° / n
y = \frac{360^{\circ}}{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msup><mn>360</mn><mo>°</mo></msup>
<mi>n</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
y = (360^circ)/n
y = (360/n) Degree
y := 360/n;
y = 360/n;
y = 360° / n
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは数学(平面図形)の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 正七角形について、次の内容をそれぞれ示してください。 1. 内角の和(度) 2. 1つの内角の大きさ(約分済みの分数と小数の両方で) 3. 1つの外角の大きさ(約分済みの分数と小数の両方で) また、1つの内角が140°の正多角形が正何角形かを、1つの外角に直してから360°を割る手順で求めてください。 Pythonでは標準ライブラリの fractions モジュールを使って厳密に計算し、計算に使った式と実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
