Poligon: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Assorted polygons.svg|jmpl|Berbagai macam poligon|400x400px]]Dalam [[geometri]], '''poligon''' atau '''segi banyak''' adalah bangun datar yang digambarkan dengan jumlah terhingga dari [[Garis (geometri)|garis]] lurus yang terhubung, sehingga membentuk sebuah [[Rantairantai poligon|rantai poligonal]]al (atau sirkuit poligonal) yang tertutup.

Ruas garis dari sirkuit poligonal disebut sebagai [[Sisi (geometri)|sisi]]. Perpotongan dari dua sisi pada poligon dikenal sebagai [[titik pojoksudut]]. '''Segi-''n''''' adalah sebuah poligon yang mempunyai <math>n</math> sisi, contohnya, segi-3 ([[segitiga]]).

Kata ''poligon ''berasal dari kata sifat [[bahasa Yunani|Yunani]], πολύς (''polús''), berarti "banyak", dan γωνία (''gōnía''), berarti "sudut". Akan tetapi, ada yang mengatakan bahwa kata Yunani γόνυ (''gónu''), berarti "kaki", dapat berawal dari kata ''gon''.<ref>{{cite book|titlelast1=Sebuah teknologi etimologi universal baru, dan kamus pengucapan bahasa Inggris Craig|first1=John |last1=Craig |publisher=Oxford University |year=1849 |page=404 |url=https://books.google.com/books?id=t1SS5S9IBqUC}}|title=A new universal etymological technological, and pronouncing dictionary of the English language|publisher=Oxford University|page=[https://books.google.com/books?id=t1SS5S9IBqUC&pg=PA404 Extract of p. 404]|url-status=live}}</ref>

* Poligon [[poligon cembung|konveks]] atau [[poligon cembung|cembung]]: sebarang garis yang ditarik melalui poligon (dan tidak menyinggung sisi atau titik pojoksudut) akan bertemu ke batas poligon, tepatnya dua. Akibatnya, semua sudut dalam kurang dari 180°. Dengan kata lain, untuk sebarang ruas garis dengan titik akhir di batas poligon, hanya akan melewati titik dalam di sekitar titik akhir.

* [[Poligon sama sudut]]: semua sudut di titik pojoksudut adalah sama.

* '''[[Sudut dalam]]''' –: Jumlah dari sudut dalam segi-<math>n</math> sederhana sama dengan <math>(n-2) \times \pi</math> [[radian]] (atau dalam bentuk [[derajat (sudut)|derajat]], <math>(n-2) \times 180^\circ</math>). Ini dikarenakan sebarang segi-''<math>n</math>'' sederhana (poligon yang memiliki ''<math>n</math>'' sisi) dapat dipandang mempunyai <math>n-2</math> segitiga, sehingga jumlah dari masing-masing sudut sama dengan π radian atau 180 derajat. Ukuran dari sebarang sudut dalam dari segi-''<math>n</math>'' beraturan cembung bernilai <math>\left(1-\tfrac{2}{n}\right)\pi</math> radian atau <math>180-\tfrac{360}{n}</math> derajat. Sudut dalam dari [[poligon bintang]] beraturan pertama kali dipelajari oleh Poinsot. Pada makalah tersebut, Poinsot menjelaskan empat [[Polihedron Kepler–Poinsot|polihedron bintang beraturan]] sebagai berikut: untuk sebuah segi-<math>\tfrac{p}{q}</math> (sebuah segi-<math>p</math> dengan kepadatan pusat <math>q</math>), maka masing-masing sudut dalam bernilai <math>\tfrac{\pi(p-2q)}{p}</math> radian atau <math>\tfrac{180(p-2q)}{p}</math> derajat.<ref>{{cite book |last=Kappraff |first=Jay |year=2002|url=https://books.google.com/books?id=vAfBrK678_kC&pg=PA256&dq=star+polygon|title=LuarBeyond biasameasure: tura berpemanduguided melintasitour alam,through mitosnature, danmyth, angkaand number|publisher=World Scientific |year=2002 |page=258 |isbn= 978-981-02-4702-7 |page=258|url-status=https://books.google.com/books?id=vAfBrK678_kC&pg=PA256&dq=star+polygonlive}}</ref>

* '''[[Sudut luar]]''' –: Sudut luar adalah [[Sudut suplemen|suplemen]] dari sudut dalam. Ketika menggambar garis di suatu sisi segi-''<math>n</math>'' cembung, maka sudut "berputar" ke suatu titik pojoksudut yang merupakan sudut luar. Dengan menggambarnya di seluruh sisi poligon akan membentuk satu [[Putaran (geometri)|putaran]] penuh, sehingga jumlah sudut luar harus bernilai 360°. Argumen ini dapat diperumum untuk poligon sederhana cekung, jika sudut luar yang berputar ke arah berlawanan dikurangi dari total putaran. Dengan menggambarkannya di keliling segi-<math>n</math>, maka jumlah dari sudut luar (dalam artian, jumlah total yang berputar di titik pojoksudut) sama dengan kelipatan bilangan bulat <math>d</math> dari 360°, sebagai contoh: 720° untuk [[pentagram]] dan 0° untuk [[antiparallelogram]], dengan ''<math>d</math>'' adalah [[Densitas (politop)|densitas]] atau ''turning number'' dari poligon. Lihat pula [[orbit (dinamika)]].

Misalkan titik pojoksudut dari poligon dinyatakan sebagai <math>(x_0, y_0), (x_1, y_1), \ldots, (x_{n - 1}, y_{n - 1})</math>. Penggunaan notasi {{math|1=(''x_n'', ''y_n'') = (''x''₀, ''y''₀)}} juga akan dipakai.

Luas bertanda bergantung pada orde dari titik pojoksudut dan orde dari [[orientasi (ruang vektor)|orientasi]] bidang. Secara umum, orientasi bernilai positif didefinisikan dengan memutar (ke lawan arah jarum jam) yang memetakan sumbu-<math>x</math> positif ke sumbu-<math>y</math> positif. Luas bertanda akan positif jika titik pojoksudut diorde ke lawan arah jarum jam (dalam artian, berdasarkan orientasi bernilai positif), dan begitupula untuk kebalikannya, sehingga dengan demikian, rumus untuk luas poligon benar dalam [[nilai absolut|nilai mutlak]]. Rumus ini umum dikenal sebagai [[rumus tali sepatu]] atau ''surveyor's formula'' ({{Lang-id|rumus surveyor}}).<ref>{{cite journal|author=Bart Braden|year=1986|title=The Surveyor's Area Formula|url=http://www.maa.org/pubs/Calc_articles/ma063.pdf|journal=The College Mathematics Journal|volume=17|issue=4|pages=326–337|doi=10.2307/2686282|archive-url=https://web.archive.org/web/20121107190918/http://www.maa.org/pubs/Calc_articles/ma063.pdf|archive-date=2012-11-07}}</ref>

Luas <math>LA</math> dari poligon sederhana juga dapat dihitung jika diketahui panjang sisi <math>a_1,a_2,\dots,a_n</math> dan [[sudut luar]] <math>\theta_1,\theta_2,\dots,\theta_n</math>, dari

<math display="block">A = \frac12 ( a_1[a_2 \sin(\theta_1) + a_3 \sin(\theta_1 + \theta_2) + \cdots + a_{n-1} \sin(\theta_1 + \theta_2 + \cdots + \theta_{n-2})]

{} + \cdots + a_{n-2}[a_{n-1} \sin(\theta_{n-2})] ).</math>

Rumus ini dijelaskan oleh Lopshits pada tahun 1963.<ref name="lopshits">{{cite book |title=Perhitungan bidang angka berorientasi |author=A.M. Lopshits|year=1963|title=Computation of areas of oriented figures|publisher=D C Heath and Company: Boston, MA |othersurl-status=translators: J Massalski and C Mills, Jr. |year=1963live}}</ref>

Jika poligon dapat digambarkan di sebuah kisi yang berjarak sama, sehingga semua titik pojoksudut adalah titik kisi, maka [[teorema Pick]] memberikan rumus sederhana untuk luas poligon berdasarkan jumlah titik kisi di dalam maupun di batas poligon, yang mengatakan: luas poligon sama dengan jumlah titik bilangan bulat di dalam poligon ditambah dengan setengah dari jumlah titik bilangan bulat di batas poligon, yang kemudian dikurangi 1.

Terdapat banyak rumus khusus yang dipakai untuk luas [[poligon beraturan]]. Sebagai contoh, luas poligon beraturan dirumuskan dengan menggunakan jari-jari <math>r</math> (atau lebih tepatnya, [[apotema]]) dari [[lingkaran dalam]] dan keliling poligon<math display="block">A = \frac{1}{2} \cdot p \cdot r.</math>Luas segi-<math>n</math> beraturan dengan jari-jari <math>R</math> dari [[lingkaran luar]] dapat dinyatakan dengan menggunakan trigonometri:<ref>[https://www.mathopenref.com/polygonregularareaderive.html Area of a regular polygon - derivation] from Math Open Reference.</ref><ref>ASebuah regularpoligon polygonberaturan withyang anmempunyai infinitejumlah numbersisi ofyang sidestak isterhingga amerupakan circle:sebuah lingkaran:<math display="block">\lim_{n \to +\infty} R^2 \cdot \frac{n}{2} \cdot \sin \frac{2\pi}{n} = \pi \cdot R^2.</math>.</ref><math display="block">A = R^2 \cdot \frac{n}{2} \cdot \sin \frac{2\pi}{n} = R^2 \cdot n \cdot \sin \frac{\pi}{n} \cdot \cos \frac{\pi}{n}</math>Luas segi-<math>n</math> beraturan di dalam lingkaran berjari-jari satuan, dengan sisi <math>s</math> dan sudut dalam <math>\alpha</math>, juga dapat dinyatakan dengan menggunakan trigonometri:<math display="block">A = \frac{ns^{2}}{4}\cot \frac{\pi}{n} = \frac{ns^{2}}{4}\cot\frac{\alpha}{n-2} = n \cdot \sin \frac{\alpha}{n-2} \cdot \cos \frac{\alpha}{n-2}.</math><!--

Dengan menggunakan konvensi yang sama untuk koordinat titik pojoksudut seperti di bagian sebelumnya, koordinat dari pusat massa dari poligon sederhana padat dirumuskan sebagai

Pada kedua rumus tersebut, nilai bertanda dari luas <math>A</math> harus digunakan.<!--For [[triangle]]s ({{math|1=''n'' = 3}}), the centroids of the vertices and of the solid shape are the same, but, in general, this is not true for {{math|''n'' > 3}}. The [[centroid]] of the vertex set of a polygon with {{mvar|n}} vertices has the coordinates

* [[Poligon bola]] adalah poligon yang mempunyai sirkuit dari busur lingkaran besar (yakni, sisi) dan titik pojoksudut pada permukaan bola. Hal ini memungkinkan [[digon]], poligon yang hanya memiliki dua sisi dan dua titik pojoksudut, yang tidak mungkin dilakukan pada bidang datar. Poligon bola memainkan peran penting dalam [[kartografi]] (pembuatan peta) dan dalam [[konstruksi Wythoff]] dari [[polihedron seragam]].

* [[Politop abstrak|Poligon abstrak]] adalah [[himpunan terurut parsial]] aljabar yang mewakili berbagai elemen (seperti sisi, titik pojoksudut, dsb.) serta keterhubungannya. Sebuah poligon geometri real dikatakan sebagai ''realisasi'' dari poligon abstrak iring.

Kata ''poligon'' diambil dari [[bahasa Latin]] ''polygōnum'', bahasa Yunani πολύγωνον (''polygōnon/polugōnon'', yang berarti "sudut banyak". Pemberian nama pada masing-masing poligon disesuaikan dengan jumlah sisi, dan gabungan dari [[awalan bilangan]] dalam [[bahasa Yunani]] dan akhiran -gon, sebagai contoh ''[[pentagon|]]''pentagon'']] (mempunyai lima sisi), ''[[dodekagon|]]''dodekagon'']] (mempunyai dua belas sisi). Akan tetapi, terdapat pengecualian untuk penamaan tersebut seperti ''[[nonagon]]''.

Poligon yang mempunyai jumlah sisi yang lebih dari 20 dan kurang dari 100 dinamakan dengan menggunakan awalan kata nama.<ref name="namingpolygonsnamingpolygons2">{{cite book|last=Salomon|first=David|date=2011|url=https://books.google.com/books?id=DX4YstV76c4C&pg=PA90|title=The Computer Graphics Manual|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-85729-886-7|pages=88–90}}</ref> Kata "kai" dapat dipakai untuk segi-13 dan poligon yang lebih tinggi darinya. Penggunaan kata "kai" dipakai oleh [[Johannes Kepler|Kepler]], dan kemudian [[John H. Conway|Conway]] memperkenalkan penggunaan kata tersebut untuk menjelaskan awalan bilangan yang digabungkan dalam penamaan [[polihedron kuasiberaturan]].<ref name="drmath">{{cite web|title=Naming Polygons and Polyhedra|url=http://mathforum.org/dr.math/faq/faq.polygon.names.html|work=Ask Dr. Math|publisher=The Math Forum – DrexelForum–Drexel University|access-date=3 May 2015}}</ref> Meskipun demikian, banyak sumber yang tidak memakai kata tersebut.

[[Berkas:Fotothek df tg 0003352 Geometrie %5E^ Dreieck %5E^ Viereck %5E^ Vieleck %5E^ Winkel.jpg|jmpl|Gambar bersejarah tentang poligon (1699)]]

Poligon telah lama dikenal sejak zaman dahulu. Poligon beraturan dipelajari orang [[Yunani kuno]]. [[Pentagram]], sebuah poligon beraturan non-[[cembung]] ([[poligon bintang]]), ditemukan di [[krater]] Aristophonus, sebuah wadah yang ditemukan Caere, dan saat ini berada di [[Museum Capitolini]].<ref>{{citation|title=A History of Greek Mathematics, Volume 1|first=Sir Thomas Little|last=Heath|author-link=Thomas Little Heath|publisher=Courier Dover Publications|year=1981|isbn=978-0-486-24073-2|page=162|url=https://books.google.com/books?id=drnY3Vjix3kC&pg=PA162}}. Reprint of original 1921 publication with corrected errata. Heath uses the Latinized spelling "Aristophonus" for the vase painter's name.</ref><ref>[http://en.museicapitolini.org/collezioni/percorsi_per_sale/museo_del_palazzo_dei_conservatori/sale_castellani/cratere_con_l_accecamento_di_polifemo_e_battaglia_navale Cratere with the blinding of Polyphemus and a naval battle] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131112080845/http://en.museicapitolini.org/collezioni/percorsi_per_sale/museo_del_palazzo_dei_conservatori/sale_castellani/cratere_con_l_accecamento_di_polifemo_e_battaglia_navale |date=2013-11-12 }}, Castellani Halls, Capitoline Museum, accessed 2013-11-11. TwoTerdapat pentagramsdua arepentagram visibleyang nearterlihat thedi centerdekat ofpusat the image,gambar.</ref>

Pada tahun 1952, [[Geoffrey Colin Shephard]] memperumum gagasan tentang poligon bidang kompleks, dengan masing-masing dimensi [[Bilangan riil|real is]] disertai dengan dimensi [[Bilangan imajiner|imaginer]], untuk membangun [[Politipe kompleks|poligon kompleks]].<ref>Shephard, G.C.; "Regular complex polytopes", ''Proc. London Math. Soc.'' Series 3 Volume 2, 1952, pp 82-97</ref>