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多面体紙工作で数学を楽しむ - 行動の記録

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Dec 25, 2012
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カテゴリ:数学

星型多面体もオイラーの定理を適用できます

次の6種類の星型多面体にオイラーの定理を適用してみます。

1 正三角錐4面体
2 正六面体の角に正三角錐を載せた多面体
3 ケプラーの星型八面体
4 正12面体に正5角錐を載せた多面体
5 切頂12面体に正3角錐が載った多面体
6 正6面体と正8面体の複合星型多面体

1 正三角錐4面体
正3角テトラポッド.JPG
これはダ・ヴィンチの星の一種と同じ星型多面体です。    
面  12    正3角 12=3×4
   頂点  8    正3角錐の頂点 4 と その正三角錐の麓のコル 4
   辺  18    正4面体の辺 6 と三角錐の斜辺 3×4=12


2 正六面体の角に正三角錐を載せた星形多面体
正3角錐6面体.JPG
正8角6面を正6面体構成に貼り合わせて、その穴開き面に正三角錐を載せてできる星形多面体です。00000000   面  30=5×6   ( 1(正8角)+ 4(正3角))×6  
   頂点 32=8+3×8  3角錐の頂点8箇とその麓のコルの合計24との総計   
              コルは上面、側面、体面、各面に8個づつある。故に 3×8
   辺  60=12+6×8  8角面が接続されている辺12個と正三角錐構成辺6個の合計48個との総計


3 ケプラーの星型八面体
ケプラーの星型8面体.JPG
正8面体に正三角錐が載っている星型多面体で、ダ・ヴィンチの星の一種でもある。
   面  24=3×8
   頂点 32=8+6  三角錐の頂点8箇とその麓のコルの合計6個との総計   
            コルは内蔵されていると看做した正8面体の頂点でもある。
            このコルは同一平面内のクロスした尾根と成っている。
   辺  36=12+3×8  内蔵されていると看做した正8面体の辺12個と載せられた正三角錐の辺8個の合計24個との総計  


4 正12面体に正五角錐を載せた星型多面体
正5角錐12面体.JPG
   面  60=5×12 
   頂点 32=12+20   正五角錐の頂点の合計と内蔵されていると看做した正12面体の頂点20個との合計
   辺  90=30+5×12 内蔵されていると看做した正12面体の辺30個と載せられた正五角錐の辺12個の合計60個との総計  


5 切頂12面体に正三角錐が載った星形多面体
正3角錐12面体.JPG
面  72=3×20+12 正三角錐20個の斜面の合計と正12面体の面との合計
   頂点 50=20+30  正三角錐の頂点20個と点接続している正12面体の頂角(コル)              の合計30個との総計
             正五角が点接続されている点がコルになっている。
   辺  120=6×20  正4面体の辺20個分が、この星型多面体の総辺数


6 正6面体と正8面体の複合星型多面体
正6正8複合星型多面体.JPG
   面  48=3×8+4×6=4824+24  正6面体の八つの角の面の合計と正8面体の六つ                     の角の合計との総計
   頂点 26=8+6+4×3=26     正6面体の頂点と正8面体の頂点と同一平面でクロ                    スしたコルとの総合計
   辺  72=6×8+4×6=48+24   立方体の角である4面体の変数の合計と正8面体の斜辺の合計との総計

以上の星型他面体について、どの多面体も面の個数と頂点の個数の和は辺の個数り2個多い。

これはオイラーの多面体の定理に適合していることを証明している。

これを一覧表にしたのが下の表である。

星型多面体三要素.JPG

上の表で、面と頂点を合計するとその右の辺の数より2多い。

これは、先に述べたオイラーの定理「面の個数と頂点の個数の和は辺の個数り2個多い」を満たしている。






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Last updated  Dec 25, 2012 07:19:50 PM
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