まず、四角形の内角の和は360度であること、三角形の内角の和は180度であることを利用します。
図の中に2つの四角形と1つの三角形が見えます。
左側の四角形の内角の和は a+b+c+d=360∘ です。 右側の四角形の内角の和は e+f+g+x=360∘ です。ただし、xは線分fgを延長した線と線分cdを延長した線との交点の角度とします。 また、三角形の内角の和は y+z+x=180∘です。yはaの対頂角、zはbの対頂角です。y=a,z=b a+b+x=180∘ 角度の和 S=a+b+c+d+e+f+g を求めます。 四角形の内角の和は 360∘ であることを利用すると、 a+b+c+d+e+f+g=S と表せます。 角度の和を計算するために、補助線を引いて考えます。
a,bを含む平行四辺形と、c,d,e,f,g が関係する五角形に着目します。 五角形の内角の和は (5−2)×180∘=3×180∘=540∘ です。 五角形の内角の和を c+d+e+f+g とします。 aとbを含む平行四辺形の内部の角の合計は360∘です。 一方、c,d,e,f,gを含む図形は五角形に凹みがあるような図形です。 a+b+c+d+e+f+g=360×2=720∘