Нет, это условие не обязательно.

.
Обязательное условие такое: пятиугольник должен иметь единственную триангуляцию. Или в пятиугольнике должны быть только две диагонали.
-- 28.08.2016, 00:31 --Можно устроить полный перебор пятиугольников по выпуклому недостатку

, где

- пятиугольник,

- выпуклая оболочка.
1.

.
2.

- один треугольник.
3.

- два треугольника.
4.

- выпуклый четырёхугольник.
5.

- невыпуклый четырёхугольник.
В первом случае решений нет. Для всех остальных можно предъявить примеры.