Русская Википедия:Усечённый куб

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Многогранник

Усечённый кубШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfnполуправильный многогранник (архимедово тело) с 14 гранями, составленный из 8 правильных треугольников и 6 правильных восьмиугольников.

В каждой из его 24 одинаковых вершин сходятся две восьмиугольных грани и одна треугольная. Телесный угол при вершине равен <math>\arccos \left(-\frac{2\sqrt2}{3}\right) \approx 0{,}89\pi.</math>

Усечённый куб имеет 36 рёбер равной длины. При 12 рёбрах (между двумя восьмиугольными гранями) двугранные углы прямые, как в кубе; при 24 рёбрах (между треугольной и восьмиугольной гранями) двугранные углы тупые и равны <math>\arccos \left(-\frac{\sqrt{3}}{3}\right) \approx 125{,}26^\circ,</math> как в кубооктаэдре.

Усечённый куб можно получить из обычного куба, «срезав» с того 8 правильных треугольных пирамид, — либо как пересечение имеющих общий центр куба и октаэдра.

Метрические характеристики

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

<math>S = 2\left(6+6\sqrt2+\sqrt3\right)a^2 \approx 32{,}4346644a^2,</math>
<math>V = \frac{1}{3}\left(21+14\sqrt2\right)a^3 \approx 13{,}5996633a^3.</math>

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

<math>R = \frac{1}{2}\sqrt{7+4\sqrt2}\;a \approx 1{,}7788236a;</math>

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

<math>\rho = \frac{1}{2}\left(2+\sqrt2\right)a \approx 1{,}7071068a.</math>

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

<math>r_8 = \frac{1}{2}\left(1+\sqrt2\right)a \approx 1{,}2071068a.</math>

Расстояние от центра многогранника до любой треугольной грани превосходит <math>r_8</math> и равно

<math>r_3 = \sqrt{\frac{17}{12}+\sqrt2}\;a \approx 1{,}6825220a.</math>

В координатах

Усечённый куб можно расположить в декартовой системе координат так, чтобы координаты его вершин были всевозможными перестановками чисел <math>(\pm1;\;\pm1;\;\pm(\sqrt2-1)).</math>

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

Заполнение пространства

С помощью октаэдров и усечённых кубов можно замостить трёхмерное пространство без промежутков и наложений (см. иллюстрации).

Примечания

Файл:Cubo truncado.jpg
Усечённый куб, совершающий полный оборот шагами по 15°
Файл:Würzburg Schmaltz 2.jpg
Уличная скульптура в Вюрцбурге

Шаблон:Примечания

Ссылки

Литература

Шаблон:Многогранники