Русская Википедия:Плосконосый додекаэдр

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Плосконосый додекаэдр
Плосконосый додекаэдр
Плосконосый додекаэдр
Тип Полуправильный многогранник
Грань пятиугольник,
треугольник
Граней <math>92</math>
Рёбер <math>150</math>
Вершин <math>60</math>
Граней при вершине <math>5</math>
Телесный угол

3-3:164°10’31"(164.18°)
3-5=152°55’53"(152.93°)

Символ Шлефли sr{5,3} или <math>s\begin{Bmatrix} 5 \\ 3 \end{Bmatrix}</math>
Символ Витхоффа 2 3 5
Диаграмма Коксетера Шаблон:CDD
Симметрии вращения I, [5,3]+, (532), порядок 60
Двойственный
многогранник
Пентагональный
гексаконтаэдр

Пентагональный гексеконтаэдр
Развёртка Развёртка
Раскраска граней
С раскраской
граней
Вершинная фигура


Вершинная фигура

Плосконосый додекаэдрШаблон:SfnШаблон:Sfn, курносый додекаэдрШаблон:Sfn или плосконосый икосододекаэдр — это полуправильный многогранник (архимедово тело), одно из тринадцати выпуклых Шаблон:Не переведено 5 непризматических тел, гранями которых являются два или более правильных многоугольника.

Плосконосый додекаэдр имеет 92 грани (наибольшее количество из всех архимедовых тел), 12 из них являются пятиугольниками, а остальные 80 — правильными треугольниками. У него 150 рёбер и 60 вершин.

Многогранник имеет две различные формы, являющиеся Шаблон:Не переведено 5 (или «энантиоморфным видом») друг друга. Объединение обоих видов образует Шаблон:Не переведено 5, а выпуклая оболочка этой конструкции является ромбоусечённым икосододекаэдром.

Кеплер первоначально назвал его в 1619 по латински dodecahedron simum в своей книге Harmonices Mundi. Гарольд Коксетер заметил, что многогранник можно получить равным образом из додекаэдра или икосаэдра и назвал его плосконосым икосододекаэдром, с вертикальным символом Шлефли <math>s\begin{Bmatrix} 5 \\ 3 \end{Bmatrix}</math>.

Отношение длины ребра "a" к диаметру описанного шара "D":

D=4.311675*a

Декартовы координаты

Декартовыми координатами вершин плосконосого додекаэдра являются все чётные перестановки

(±2α, ±2, ±2β),
(±(α+β/ϕ+ϕ), ±(−αϕ+β+1/ϕ), ±(α/ϕ+βϕ−1)),
(±(α+β/ϕ−ϕ), ±(αϕ−β+1/ϕ), ±(α/ϕ+βϕ+1)),
(±(−α/ϕ+βϕ+1), ±(−α+β/ϕ−ϕ), ±(αϕ+β−1/ϕ)) и
(±(−α/ϕ+βϕ−1), ±(α−β/ϕ−ϕ), ±(αϕ+β+1/ϕ)),

с чётным числом знаков плюс, где

α = ξ − 1 / ξ

и

β = ξϕ + ϕ2 + ϕ /ξ,

Здесь ϕ = (1 + √5)/2 — золотое сечение, а ξ является вещественным решением уравнения ξ3 − 2ξ = ϕ и это число равно

<math>\xi = \sqrt[3]{\frac{\phi}{2} + \frac{1}{2}\sqrt{\phi - \frac{5}{27}}} + \sqrt[3]{\frac{\phi}{2} - \frac{1}{2}\sqrt{\phi - \frac{5}{27}}}</math>

или, приближённо, 1,7155615.

Этот плосконосый додекаэдр имеет длину ребра примерно 6,0437380841.

Файл:A11-A13.gif
Трансформация из ромбоикосидодекаэдра в плосконосый додекаэдр

Если взять нечётные перестановки вышеприведённых координат с чётным числом знаков плюс, получим другую, энантиоморфную форму первого. Хотя это и не сразу очевидно, тело, полученное из чётных перестановок, является тем же самым, что и из нечётных. Тем же образом, зеркальное отображение многогранника будет соответствовать либо чётным перестановкам, либо нечётным.

Площадь поверхности и объём

Длиной ребра 1 площадь поверхности равна

<math>A = 20\sqrt{3} + 3\sqrt{25+10\sqrt{5}} \approx 55,28674495844515</math>

а объём равен

<math>V= \frac{12\xi^2(3\phi+1)-\xi(36\phi+7)-(53\phi+6)}{6\sqrt{3-\xi^2}^3} \approx 37,61664996273336</math>,

где ϕ — золотое сечение.

Плосконосый додекаэдр имеет наивысшую сферичность из всех архимедовых тел.

Ортогональные проекции

Плосконосый додекаэдр имеет две специальные ортогональные проекции, центрированные относительно двух типов граней — треугольных и пятиугольных, соответствующие плоскостям Коксетера A2 и H2.

Ортогональные проекции
Центрирован относительно Треугольной
грани
Пятиугольной
грани
Ребра
Изображение Файл:Snub dodecahedron A2.png Файл:Snub dodecahedron H2.png Файл:Snub dodecahedron e1.png
Проективная
симметрия
[3] [5]+ [2]
Двойственный
многогранник
Файл:Dual snub dodecahedron A2.png Файл:Dual snub dodecahedron H2.png Файл:Dual snub dodecahedron e1.png

Геометрические связи

Вращение курносого додекаэдра
Файл:Dodecaedro torcido dextrogiro.jpg
Вращение по спирали вправо
Файл:Dodecaedro torcido levógiro.jpg
Вращение по спирали влево

Плосконосый додекаэдр может быть получен из двенадцати правильных пятиугольных граней додекаэдра путём их вытягивания наружу, так что они перестают касаться друг друга. При вытягивании на подходящее расстояние это даст ромбоикосидодекаэдр, если заполнить полученное пространство между разделёнными рёбрами квадратами, а между разделёнными вершинами — треугольниками. Но чтобы получить плосконосый вид, заполняем только треугольные грани, квадратные промежутки оставляем пустыми. Теперь поворачиваем пятиугольники относительно их центров вместе с треугольниками, пока квадратные промежутки не превратятся в равносторонние треугольники.

Файл:Dodecahedron.png
Додекаэдр
Файл:Small rhombicosidodecahedron.png
Ромбоикосидодекаэдр
(Расширенный додекаэдр)
Файл:Snub dodecahedron cw.png
Плосконосый додекаэдр

Плосконосый додекаэдр можно также получить из ромбоусечённого икосододекаэдра путём Шаблон:Не переведено 5. Шестьдесят вершин ромбоусечённого икосододекаэдра образуют многогранник, топологически эквивалентный одному плосконосому додекаэдру. Оставшиеся шестьдесят образуют его зеркальное отражение. Получившийся многогранник вершинно транзитивен, но не однороден, поскольку имеет рёбра разной длины, необходима некоторая деформация, чтобы привести его к однородному многограннику.

Связанные многогранники и мозаики

Шаблон:Икосаэдральные усечения

Этот полуправильный многогранник принадлежит последовательности Шаблон:Не переведено 5 многогранников и мозаик с вершинной фигурой (3.3.3.3.n) и диаграммой Коксетера — Дынкина Шаблон:CDD. Эти фигуры и их двойственные имеют (n32) вращательную Шаблон:Не переведено 5 и существуют в евклидовой плоскости для n=6 и гиперболической плоскости для любого n, большего 6. Можно считать, что последовательность начинается с n=2, если допустить, что некоторое множество граней вырождается в двуугольники.

Шаблон:Таблица плосконосых фигур

Граф плосконосого додекаэдра

Шаблон:Граф В теории графов граф плосконосого додекаэдра — это Шаблон:Не переведено 5 плосконосого додекаэдра. Он имеет 60 вершин и 150 рёбер и является архимедовым графом Шаблон:Sfn.

Ортогональные проекции
Файл:Snub dodecahedron A2.png Файл:Snub dodecahedron H2.png Файл:Snub dodecahedron e1.png

Шаблон:-

См. также

  • Преобразование плоского многоугольника в многогранник Анимация
  • ccw и cw — вращающиеся плосконосые додекаэдры

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:Refbegin

Шаблон:Refend

Ссылки

Шаблон:Многогранники Шаблон:Rq