Русская Википедия:Икосододекаэдр

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Многогранник

Икосододека́эдрШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn — полуправильный многогранник (архимедово тело) с 32 гранями, составленный из 20 правильных треугольников и 12 правильных пятиугольников.

В каждой из его 30 одинаковых вершин сходятся две пятиугольных грани и две треугольных. Телесный угол при вершине равен <math>\pi + \arccos \frac{3+16\sqrt5}{45} \approx 1{,}17\pi.</math>

Икосододекаэдр имеет 60 рёбер равной длины. Двугранный угол при любом ребре одинаков и равен <math>\arccos\left(-\sqrt{\frac{5+2\sqrt5}{15}}\right) \approx 142,62^\circ.</math>

Икосододекаэдр можно получить из икосаэдра, «срезав» с него 12 правильных пятиугольных пирамид; либо из додекаэдра, «срезав» с него 20 правильных треугольных пирамид; либо как пересечение имеющих общий центр икосаэдра и додекаэдра.

Файл:De divina proportione - Illustration 11, crop.jpg
Иллюстрация Леонардо да Винчи к трактату Луки Пачоли «О божественной пропорции» (1509)

В координатах

Икосододекаэдр с длиной ребра <math>2</math> можно расположить в декартовой системе координат так, чтобы координаты его вершин были всевозможными циклическими перестановками наборов чисел

  • <math>\left(0;\;0;\;\pm2\Phi\right),</math>
  • <math>\left(\pm1;\;\pm\Phi;\;\pm\Phi^2\right),</math>

где <math>\Phi = \frac{1+\sqrt5}{2}</math> — отношение золотого сечения.

Начало координат <math>(0;0;0)</math> будет при этом центром симметрии многогранника, а также центром его описанной и полувписанной сфер.

Метрические характеристики

Если икосододекаэдр имеет ребро длины <math>a</math>, его площадь поверхности и объём выражаются как

<math>S = \left(5\sqrt3+3\sqrt{25+10\sqrt5}\right)a^2 \approx 29{,}3059828a^2,</math>
<math>V = \frac{1}{6}\left(45+17\sqrt5\right)a^3 \approx 13{,}8355259a^3.</math>

Радиус описанной сферы (проходящей через все вершины многогранника) при этом будет равен

<math>R = \frac{1}{2}\left(1+\sqrt5\right)a = \Phi a \approx 1{,}6180340a,</math>

радиус полувписанной сферы (касающейся всех рёбер в их серединах) —

<math>\rho = \frac{1}{2}\sqrt{5+2\sqrt5}\;a \approx 1{,}5388418a.</math>

Вписать в икосододекаэдр сферу — так, чтобы она касалась всех граней, — невозможно. Радиус наибольшей сферы, которую можно поместить внутри икосододекаэдра с ребром <math>a</math> (она будет касаться только всех пятиугольных граней в их центрах), равен

<math>r_5 = \sqrt{\frac{5+2\sqrt5}{5}}\;a \approx 1{,}3763819a.</math>

Расстояние от центра многогранника до любой треугольной грани превосходит <math>r_5</math> и равно

<math>r_3 = \sqrt{\frac{7+3\sqrt5}{6}}\;a \approx 1{,}5115226a.</math>

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Wiktionary

Литература

Шаблон:Многогранники