WikiDer > Курносый додекаэдр

Курносый додекаэдр
(Нажмите здесь, чтобы повернуть модель)
Тип	Архимедово твердое тело Равномерный многогранник
Элементы	F = 92, E = 150, V = 60 (χ = 2)
Лица по сторонам	(20+60){3}+12{5}
Обозначение Конвея	sD
Символы Шлефли	sr {5,3} или ${ displaystyle s { begin {Bmatrix} 5 3 end {Bmatrix}}}$
	ht0,1,2{5,3}
Символ Wythoff	| 2 3 5
Диаграмма Кокстера
Группа симметрии	я, 1/2ЧАС3, [5,3]+, (532), заказ 60
Группа вращения	я, [5,3]+, (532), заказ 60
Двугранный угол	3-3: 164°10′31″ (164.18°) 3-5: 152°55′53″ (152.93°)
Рекомендации	U29, C32, W18
Характеристики	Полурегулярный выпуклый хиральный
Цветные лица	3.3.3.3.5 (Фигура вершины)
Пятиугольный шестиугольник (двойственный многогранник)	Сеть

3D модель курносого додекаэдра

В геометрия, то курносый додекаэдр, или же курносый икосододекаэдр, является Архимедово твердое тело, один из тринадцати выпуклых изогональный непризматические твердые тела, состоящие из двух или более типов правильный многоугольник лица.

Курносый додекаэдр имеет 92 грани (большинство из 13 архимедовых тел): 12 граней. пятиугольники а остальные 80 - равносторонние треугольники. Он также имеет 150 ребер и 60 вершин.

Он имеет две различные формы: зеркальные изображения (или же "энантиоморфы") друг друга. Объединение обеих форм является соединение двух курносых додекаэдров, а выпуклый корпус обеих форм является усеченный икосододекаэдр.

Кеплер впервые назвал это в латинский в качестве додекаэдр симум в 1619 г. в его Harmonices Mundi. Х. С. М. Коксетер, отметив, что он может происходить в равной степени как от додекаэдра, так и от икосаэдра, назвал его курносый икосододекаэдр, с вертикальной удлиненной Символ Шлефли ${ displaystyle s scriptstyle { begin {Bmatrix} 5 3 end {Bmatrix}}}$ и плоский символ Шлефли sr {5,3}.

Декартовы координаты

Позволять ${ Displaystyle xi приблизительно 0,943 , 151 , 259 , 24}$ - действительный нуль многочлена ${ displaystyle x ^ {3} + 2x ^ {2} - phi ^ {2}}$, куда ${ displaystyle phi}$ это Золотое сечение. Пусть точка ${ displaystyle p}$ быть предоставленным

${ displaystyle p = { begin {pmatrix} phi ^ {2} - phi ^ {2} xi - phi ^ {3} + phi xi +2 phi xi ^ {2} xi end {pmatrix}}}$.

Пусть матрица ${ displaystyle M}$ быть предоставленным

${ Displaystyle M = { begin {pmatrix} 1 / (2 phi) & - phi / 2 & 1/2 phi / 2 & 1/2 & 1 / (2 phi) - 1/2 & 1 / (2 phi) & phi / 2 end {pmatrix}}}$.

${ displaystyle M}$ это вращение вокруг оси ${ displaystyle (0,1, phi)}$ под углом ${ displaystyle 2 pi / 5}$, против часовой стрелки. Пусть линейные преобразования ${ displaystyle T_ {0}, ldots, T_ {11}}$ быть преобразованиями, которые отправляют точку ${ Displaystyle (х, у, г)}$ к даже перестановки из ${ Displaystyle ( pm x, pm y, pm z)}$ с четным числом знаков минус. Преобразования ${ displaystyle T_ {i}}$ составляют группу вращательных симметрий правильный тетраэдр. Преобразования ${ displaystyle T_ {i} M ^ {j}}$ ${ Displaystyle (я = 0, ldots, 11}$, ${ Displaystyle J = 0, ldots, 4)}$ составляют группу вращательных симметрий правильный икосаэдр. Тогда 60 очков ${ displaystyle T_ {i} M ^ {j} p}$ - вершины курносого додекаэдра. Координаты вершин представляют собой целые линейные комбинации ${ displaystyle 1}$, ${ displaystyle phi}$, ${ Displaystyle xi}$, ${ displaystyle phi xi}$, ${ displaystyle xi ^ {2}}$ и ${ Displaystyle фи хи ^ {2}}$. Длина кромки равна ${ displaystyle 2 xi { sqrt {1- xi}} приблизительно 0,449 , 750 , 618 , 41}$. Отрицание всех координат дает зеркальное отображение этого пренебрежительного додекаэдра.

Курносый додекаэдр в целом состоит из 80 треугольных и 12 пятиугольных пирамид. ${ displaystyle V_ {3}}$ одной треугольной пирамиды определяется выражением:

${ displaystyle V_ {3} = { frac {1} {3}} phi (3 xi ^ {2} - phi ^ {2}) приблизительно 0,027 , 274 , 068 , 85,}$

и объем ${ displaystyle V_ {5}}$ одной пятиугольной пирамиды:

${ displaystyle V_ {5} = { frac {1} {3}} (3 phi +1) ( phi + 3-2 xi -3 xi ^ {2}) xi ^ {3} приблизительно 0,103 , 349 , 665 , 04.}$

Общий объем составляет ${ displaystyle 80V_ {3} + 12V_ {5} приблизительно 3,422 , 121 , 488 , 76}$.

Радиус описанной окружности равен ${ displaystyle { sqrt {4 xi ^ {2} - phi ^ {2}}} приблизительно 0,969 , 589 , 192 , 65}$. средний радиус равно ${ Displaystyle xi}$. Это дает интересную геометрическую интерпретацию числа ${ Displaystyle xi}$. Описанные выше 20 «икосаэдрических» треугольников курносого додекаэдра копланарны граням правильного икосаэдра. Средний радиус этого «описанного» икосаэдра равен ${ displaystyle 1}$. Это означает, что ${ Displaystyle xi}$ - отношение средних радиусов курносого додекаэдра и икосаэдра, в который он вписан.

Площадь и объем поверхности

Для курносого додекаэдра с длиной ребра 1 площадь поверхности равна

${ displaystyle A = 20 { sqrt {3}} + 3 { sqrt {25 + 10 { sqrt {5}}}} приблизительно 55.286 , 744 , 958 , 445 , 15}$.

Его объем, положив ${ Displaystyle eta = varphi / xi}$,

${ displaystyle V = { frac {12 eta ^ {2} (3 varphi +1) - eta (36 varphi +7) - (53 varphi +6)} {6 { sqrt {3- eta ^ {2}}} ^ {3}}} приблизительно 37.616 , 649 , 962 , 733 , 36}$.

Его окружной радиус

${ displaystyle R = { frac {1} {2}} { sqrt { frac {2- xi} {1- xi}}} приблизительно 2.155 , 837 , 375}$.

Четыре положительных реальных корня секстический в ${ displaystyle R ^ {2}}$

${ displaystyle 4096R ^ {12} -27648R ^ {10} + 47104R ^ {8} -35776R ^ {6} + 13872R ^ {4} -2696R ^ {2} + 209 = 0}$

окружные радиусы курносый додекаэдр (U₂₉), большой курносый икосододекаэдр (U₅₇), большой перевернутый курносый икосододекаэдр (U₆₉), и большой ретроснуб икосододекаэдр (U₇₄).

Курносый додекаэдр имеет высшую сферичность всех архимедовых тел. Если сферичность определяется как отношение объема в квадрате к площади поверхности в кубе, умноженное на константу, умноженную на 36 пи (где эта константа делает сферичность сферы равной 1), сферичность курносого додекаэдра составляет около 0,947.^[1]

Ортогональные проекции

Курносый додекаэдр не имеет точечная симметрия, поэтому вершина спереди не соответствует противоположной вершине сзади.

В курносый додекаэдр имеет два особо симметричных ортогональные проекции как показано ниже, с центром на двух типах граней: треугольниках и пятиугольниках, соответствующих букве A₂ и H₂ Самолеты Кокстера.

Ортогональные проекции

В центре	Лицо Треугольник	Лицо Пентагон	Край
Твердый
Каркас
Проективный симметрия	[3]	[5]+	[2]
Двойной

Геометрические отношения

Додекаэдр, ромбоикосододекаэдр и курносый додекаэдр (анимированный расширение и скручивание)

В курносый додекаэдр можно получить, взяв двенадцать пятиугольник лица додекаэдр и вытягивая их наружу так что они больше не трогают. На надлежащем расстоянии это может создать ромбикосододекаэдр путем заполнения квадратных граней между разделенными ребрами и треугольных граней между разделенными вершинами. Но для курносой формы вытяните пятиугольные грани немного меньше, добавьте только треугольные грани и оставьте другие зазоры пустыми (остальные зазоры в этой точке прямоугольные). Затем примените равное вращение к центрам пятиугольников и треугольников, продолжая вращение до тех пор, пока промежутки не будут заполнены двумя равносторонними треугольниками. (Тот факт, что правильная величина для вытягивания граней меньше в случае курносого додекаэдра, можно увидеть двумя способами: по окружности курносый додекаэдр меньше икосододекаэдра; или длина ребер равносторонних треугольников, образованных разделенными вершинами, увеличивается при повороте пятиугольных граней.)

Равномерное чередование усеченного икосододекаэдра

Курносый додекаэдр также может быть получен из усеченный икосододекаэдр в процессе чередование. Шестьдесят вершин усеченного икосододекаэдра образуют многогранник, топологически эквивалентный одному курносому додекаэдру; остальные шестьдесят образуют его зеркальное отражение. В результате многогранник вершинно-транзитивный но не униформа.

Связанные многогранники и мозаики

Семейство однородных икосаэдрических многогранников
Симметрия: [5,3], (*532)							[5,3]+, (532)
{5,3}	т {5,3}	г {5,3}	т {3,5}	{3,5}	рр {5,3}	tr {5,3}	ср {5,3}
Двойники к однородным многогранникам
V5.5.5	V3.10.10	V3.5.3.5	V5.6.6	V3.3.3.3.3	V3.4.5.4	V4.6.10	V3.3.3.3.5

Этот полуправильный многогранник входит в последовательность пренебрежительно многогранники и мозаики с вершинной фигурой (3.3.3.3.п) и Диаграмма Кокстера – Дынкина . Эти фигуры и их двойники имеют (п32) rotational (вращательный) симметрия, находясь в евклидовой плоскости для п = 6 и гиперболическая плоскость для любых высших п. Серию можно считать началом п = 2, причем один набор граней вырождается в дигоны.

п32 мутации симметрии курносых плиток: 3.3.3.3.n v т е
Симметрия п32	Сферический				Евклидово	Компактный гиперболический		Paracomp.
	232	332	432	532	632	732	832	∞32
Курносый цифры
Конфиг.	3.3.3.3.2	3.3.3.3.3	3.3.3.3.4	3.3.3.3.5	3.3.3.3.6	3.3.3.3.7	3.3.3.3.8	3.3.3.3.∞
Гироскоп цифры
Конфиг.	V3.3.3.3.2	V3.3.3.3.3	V3.3.3.3.4	V3.3.3.3.5	V3.3.3.3.6	V3.3.3.3.7	V3.3.3.3.8	V3.3.3.3.∞

Плосконосый додекаэдрический граф

Плосконосый додекаэдрический граф
5-кратная симметрия Диаграмма Шлегеля
Вершины	60
Края	150
Автоморфизмы	60
Характеристики	Гамильтониан, обычный
Таблица графиков и параметров

в математический поле теория графов, а курносый додекаэдрический граф это граф вершин и ребер курносого додекаэдра, одного из Архимедовы тела. Имеет 60 вершины и 150 ребер, а это Архимедов граф.^[2]

Смотрите также

• Преобразование плоского многоугольника в многогранник анимация
• против часовой стрелки и cw вращающийся курносый додекаэдр

Рекомендации

• Джаятилаке, Удая (март 2005 г.). «Вычисления на правильных многогранниках с гранями и вершинами». Математический вестник. 89 (514): 76–81.
• Уильямс, Роберт (1979). Геометрическая основа естественной структуры: первоисточник дизайна. Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-23729-X. (Раздел 3-9)
• Кромвель, П. (1997). Многогранники. Великобритания: Кембридж. стр. 79–86 Архимедовы тела. ISBN 0-521-55432-2.

внешняя ссылка

• Эрик В. Вайсштейн, Курносый додекаэдр (Архимедово твердое тело) в MathWorld.
  • Вайсштейн, Эрик В. «Курносый додекаэдрический граф». MathWorld.
• Клитцинг, Ричард. "3D выпуклые равномерные многогранники s3s5s - снид".
• Редактируемая печатная сеть курносого додекаэдра с интерактивным трехмерным изображением
• Равномерные многогранники
• Многогранники виртуальной реальности Энциклопедия многогранников