Для того чтобы понять, на сколько треугольников делится выпуклый многоугольник своими диагоналями, проведенными из одной вершины, рассмотрим каждый случай по отдельности.
а) Четырехугольник
Выпуклый четырехугольник имеет 4 вершины. Если выбрать одну вершину и провести диагонали к не соседним вершинам (всего одна диагональ), четырехугольник делится на 2 треугольника. Это можно увидеть, например, на примере квадрата или любого другого четырехугольника.
б) Пятиугольник
Выпуклый пятиугольник имеет 5 вершин. Если выбрать одну вершину и провести диагонали к не соседним вершинам (две диагонали), пятиугольник делится на 3 треугольника. Например, если выбрать вершину A и провести диагонали к вершинам C и D (если вершины обозначены A, B, C, D, E по кругу), пятиугольник разделится на треугольники ABC, ACD и ADE.
в) Шестиугольник
Выпуклый шестиугольник имеет 6 вершин. Если выбрать одну вершину и провести диагонали к не соседним вершинам (три диагонали), шестиугольник делится на 4 треугольника. Например, если выбрать вершину A и провести диагонали к вершинам C, D и E, то шестиугольник будет разделен на треугольники ABC, ACD, ADE и AEF.
г) n-угольник
Для выпуклого n-угольника, если выбрать одну вершину и провести все возможные диагонали к не соседним вершинам, многоугольник делится на (n - 2) треугольников.
Обоснование:
- Выпуклый n-угольник имеет n вершин.
- Из выбранной вершины можно провести диагонали к (n - 3) другим вершинам (кроме самой выбранной вершины и двух соседних с ней).
- Каждая проведенная диагональ добавляет один треугольник к разбиению.
- Таким образом, общее количество треугольников равно (n - 2).
Эта формула работает для любого выпуклого многоугольника с числом сторон n ≥ 3.