Русская Википедия:Ромбоикосододекаэдр

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Многогранник

Ромбоикосододека́эдрШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn — полуправильный многогранник (архимедово тело) с 62 гранями, составленный из 20 правильных треугольников, 30 квадратов и 12 правильных пятиугольников.

В каждой из его 60 одинаковых вершин сходятся одна пятиугольная грань, две квадратных и одна треугольная. Телесный угол при вершине равен <math>2\pi - \arccos \frac{5-4\sqrt5}{15} \approx 1{,}42\pi.</math>

Ромбоикосододекаэдр имеет 120 рёбер равной длины. При 60 рёбрах (между треугольной и квадратной гранями) двугранные углы равны <math>\arccos\left(-\frac{\sqrt{15}+\sqrt3}{6}\right) \approx 159{,}09^\circ;</math> при 60 рёбрах (между квадратной и пятиугольной гранями) <math>\arccos\left(-\sqrt{\frac{5+\sqrt5}{10}}\right) \approx 148{,}28^\circ.</math>

Ромбоикосододекаэдр можно представить либо как додекаэдр, усечённый по вершинам и рёбрам (при этом треугольники соответствуют вершинам додекаэдра, а квадраты — рёбрам), либо как икосаэдр, усечённый таким же образом (при этом пятиугольники соответствуют вершинам икосаэдра, а квадраты — рёбрам), либо же как усечённый икосододекаэдр.

Файл:Houghton Typ 520.43.454, crop solid and owl.jpg
Фрагмент титульного листа «Геометрии» Августина Хиршфогеля (1543)

В координатах

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

  • <math>(\pm1;\;\pm1;\;\pm(2\Phi+1)),</math>
  • <math>(\pm(\Phi+1);\;\pm\Phi;\;\pm2\Phi),</math>
  • <math>(\pm(\Phi+2);\;0;\;\pm(\Phi+1)),</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

Файл:Rhombenikosidodekaeder Rubik.svg
Для удобства представления грани ромбоикосододекаэдра можно мысленно разделить на пять «поясов».
Файл:Rhombicosidodecahedron at Pennsylvania Captitol Building in Harrisburg 2.jpg
Пара каменных ромбоикосододекаэдров возле Капитолия штата Пенсильвания (установлены в 1928 году).

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

<math>S = \left(30+5\sqrt3+3\sqrt{25+10\sqrt5}\right)a^2 \approx 59{,}3059828a^2,</math>
<math>V = \frac{1}{3}\left(60+29\sqrt5\right)a^3 \approx 41{,}6153238a^3.</math>

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

<math>R = \frac{1}{2} \sqrt{11+4\sqrt5}\;a \approx 2{,}2329505a;</math>

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

<math>\rho = \frac{1}{2} \sqrt{10+4\sqrt5}\;a \approx 2{,}1762509a.</math>

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

<math>r_5 = \frac{3}{2} \sqrt{1+\frac{2}{\sqrt5}}\;a \approx 2{,}0645729a.</math>

Расстояния от центра многогранника до квадратных и треугольных граней превосходят <math>r_5</math> и равны соответственно

<math>r_4 = \frac{1}{2} \left(2+\sqrt5\right)a \approx 2{,}1180340a,</math>
<math>r_3 = \left(\frac{\sqrt3}{2}+\sqrt{\frac{5}{3}}\right)a \approx 2{,}1570199a.</math>

В культуре

Файл:Zome vertices.jpg
Соединители в Zometool

В наборах для моделирования пространственных фигур Zometool в качестве соединителей используются рёберные каркасы ромбоикосододекаэдра.

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Ссылки

Шаблон:Многогранники