Minha figura pode representa um hexágono mais minha solução generalizará para [tex3]n[/tex3]
:
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Foque no triângulo [tex3]\triangle ABO[/tex3]
.
Por simetria, como nosso polígono é regular, o ponto [tex3]O[/tex3]
(centro de ambas circunferências) coincide com o cento do polígono. Além disso, o ângulo [tex3]\angle AOB[/tex3]
deve medir [tex3]\dfrac{2\pi}{n}[/tex3]
(uma volta inteira dividida em [tex3]n[/tex3]
partes iguais). Também por simetria, podemos concluir que [tex3]\overline{OA}=\overline{OB}[/tex3]
, logo o triângulo [tex3]\triangle AOB[/tex3]
é isósceles de base [tex3]AB[/tex3]
, consequentemente a altura [tex3]OM[/tex3]
é também, em particular, bissetriz do triângulo [tex3]\triangle AOB[/tex3]
relativo a base [tex3]AB[/tex3]
.
Assim, [tex3]\angle AOM=\dfrac{1}{2}\cdot \angle AOB=\dfrac{\pi}{n}[/tex3]
. Por outro lado, observe que [tex3]OA[/tex3]
(hipotenusa do triângulo [tex3]OAM[/tex3]
) é raio da circunferência circunscrita, e [tex3]OM[/tex3]
(cateto adjacente ao ângulo de [tex3]\dfrac{\pi}{n}[/tex3]
) é raio da circunferência inscrita (pois [tex3]OM[/tex3]
incide perpendicularmente na tangente [tex3]AB[/tex3]
).
Consequentemente [tex3]cos~ \left(\dfrac{\pi}{n} \right)=\dfrac{\overline{OM}}{\overline{OA}}=\dfrac{r}{R}[/tex3]
.