数式で独楽する

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正十角形の面積

一辺の長さが aである正十角形の面積

\begin{equation}
S = \frac{5\sqrt{5 +2\sqrt{5}\ }}{2} \, a^2
\end{equation}


図のように分割すると、二等辺三角形が10個できます。
頂角は36°、底角は72°です。

二等辺三角形の高さは
\begin{eqnarray}
h &=& \frac{a}{2} \, \tan 72^\circ \\
&=& \frac{\sqrt{5 +2\sqrt{5}\ }}{2} \, a
\end{eqnarray}です。
代表的な角度の三角比 - 数式で独楽する
三角比36ºと54º - 数式で独楽する

面積は、
\begin{eqnarray}
S &=& 10 \cdot \frac{ah}{2} \\
&=& 10 \cdot \frac{\sqrt{5 +2\sqrt{5}\ }}{2 \cdot 2} \, a^2 \\
&=& \frac{5\sqrt{5 +2\sqrt{5} \ }}{2} \, a^2
\end{eqnarray}となります。

なお、
\begin{equation}
S = \frac{na^2}{4} \, \tan \left( 90^\circ -\frac{180^\circ}{n} \right) = \frac{na^2}{4} \, \cot \frac{\pi}{n}
\end{equation}に n = 10を入れると出てきます。
正多角形の面積 - 数式で独楽する

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