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正十二面体


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正十二面体,通常简称为“十二面体”,是柏拉图立体由20人组成多面体顶点, 30多面体边、和12五边形的 面孔,12{5}它与线框版本一起在上面进行了说明和a可以用来建造它。

正十二面体也是均匀多面体Maeder指数23(Maeder 1997),Wenninger指数5(Wenninger1989),Coxeter指数26(考克塞特等。1954年)和Har'El指数28(Har'El1993)。它是由这个Schläfli符号 {5,3}以及威瑟夫符号 3|25.

十二面体投影

正十二面体的若干对称投影如上图所示。

正则十二面体在Wolfram语言作为十二面体[]均匀多面体[“十二面体”],和预计算属性可用作多面体数据[“十二面体”].

规则十二面体有43380个不同的网,与二十面体(布泽特和范达姆,希彭迈耶1979年,Buekenhout和Parker,1998年)。的问题多面体着色可以使用波里亚枚举定理.

折纸十二面体

上图显示了一个折纸由六个十二面体单元构成的规则十二面体,每个十二面体由一张纸组成(Kasahara和Takahama 1987,第86-87页)。

在埃舍尔1943年的石版画《爬行动物》(Bool等。1982,第284页;Forty 2003,图版32)。两个十二面体也显示为多面体“恒星”以M.C.为单位。埃舍尔1948年的木刻“星星”(Forty 2003,Plate)43). 通过以下网络传输Ellie Arroway(Jodi Foster)的IPV吊舱1997年电影中的虫洞联系人被封闭在十二面体框架中。

查尔斯·佩里的月蚀雕塑

一座40英尺高的雕塑(Nath 1999)被称为日食在旧金山凯悦酒店展出。它由查尔斯·佩里建造14404个月内组装好的阳极氧化铝管(Kraeuter1999). 分层雕塑以规则的十二面体开始,但每个面向外旋转。在旋转的中点,它形成一个二十面体.然后,随着12个五边形继续向外旋转,它形成一个小的菱形十二面体.

十二面体为希腊人所知,从高卢-罗马时期开始,在欧洲的许多考古发掘中发现了90个带有凸起顶点的十二面体模型,地点从军事营地到公共浴室,再到宝箱(舒尔)。

十二面体图形

十二面体具有二十面体群 小时(_h)对称性。的连接性顶点由十二面体图.有三个十二面体星状结构.

十二面体凸壳

正十二面体是凸面船体立方体5-化合物,复三方的十二十二面体,第三十二面体星状化船体,大双三角二十面体,大菱形三面体,大星状十二面体,菱形六角体,小的二三方二十面体,四面体5-化合物、和四面体10-化合物.

十二面体和对偶
多迪尼科印象派

这个对偶多面体具有单位边长的十二面体的二十面体带边长φ,哪里φ黄金比率因此一个二十面体形成十二面体,反之亦然(斯坦豪斯1999年,第199-201页)。

十二面体六边形十二面体十边形

飞机 垂直的C_3号十二面体的轴以规则形状切割实体六边形 横截面(霍尔顿1991年,第27页)。飞机 垂直的C_5十二面体的轴以规则形状切割实体十边形的 横截面(霍尔顿1991年,第24页)。

十二面体立方体十二面体金色

立方体可以从一次取八个十二面体的顶点构造而成(上图;斯坦豪斯1999,第198-199页;威尔斯1991). 可以建造五个这样的立方体,形成立方体5-化合物此外,将面的中心连接在一起可以相互提供三个垂直的 金色的矩形(右图;Wells 1991)。

菱形TriacontDodec

面的短对角线菱形的三面体给出十二面体的边缘(Steinhaus 1999,第209-210页)。

下表给出了可通过以下方式构造的多面体增加用给定高度的金字塔表示十二面体小时.

当具有边长的十二面体平方英尺(10-2平方英尺(5))两个相对面平行xy公司-飞机,顶面和底面的顶点位于z=+/-(φ+1)和另一个多面体顶点撒谎z=+/-(phi-1),其中φ黄金比率. The显式坐标为

 +/-(2cos(2/5pii),2sin(2/5pii),φ+1)
(1)
 +/-(2phicos(2/5pii)、2phisin(2/5pii)、phi-1)
(2)

具有i=0,1, ..., 4,其中φ黄金比率.

十二面体8投影十二面体8十二面体8倾斜

如上图所示,八个十二面体可以放置在一个闭合的环中(Kabai 2002,第177-178页)。

这个多面体顶点对于边长的十二面体,可以用简单的形式给出十二面体的a=平方(5)-1由(0,+/-φ^(-1),+/-φ), (+/-φ, 0,+/-φ^(-1)), (+/-φ^(-1),+/-φ、0)和(+/-1,+/-1,+/-1).

五角大楼Apothem

对于单位边长的十二面体a=1,的外半径 R ^’半径(inradius) r ^’五边形的 面对

R ^’=1/(10)平方米(50+10平方米(5))
(3)
r^'=1/(10)平方英尺(25+10平方英尺(5))。
(4)

这个矢状体 x个然后由给出

 x=R^'-R^'=1/(10)平方(125-10sqrt(5))。
(5)

现在考虑下图。

十二面体三角

使用勾股定理在数字上然后给出

z_1^2+m^2=(R^'+R^')^2
(6)
z_2^2+(m-x)^2=1
(7)
((z_1+z_2)/2)^2+R^('2)=((z_1-z_2)/2)^2+(m+r^')^2。
(8)

方程式(8)可以写入

 z_1z_2+r^2=(m+r^')^2。
(9)

解决(6), (7),以及(9)同时给予

米=r^'=1/(10)平方米(25+10平方米(5))
(10)
z_1=2r^'=1/5平方米(25+10平方米(5))
(11)
z_2型=R^'=1/(10)平方米(50+10平方米(5))。
(12)

这个半径(inradius)然后给出正十二面体的通过

 r=1/2(z_1+z_2),
(13)

所以

 r^2=1/(40)(25+11平方(5)),
(14)

并解决第页给予

 r=1/(20)平方米(250+110平方米(5))=1.11351。。。。
(15)

现在,

 R^2=R^('2)+R^2=3/8(3+sqrt(5)),
(16)

所以外半径

 R=1/4(平方(15)+平方(3))=1.40125。。。。
(17)

这个中半径由提供

 ρ^2=r^('2)+r^2=1/8(7+3sqrt(5)),
(18)

所以

 ρ=1/4(3+sqrt(5))=1.30901。。。。
(19)

这个二面角

 α=cos^(-1)(-1/5sqrt(5))约116.57度
(20)

以及Dehn不变量单位正十二面体

D类=-30<5>_1
(21)
=-30tan^(-1)2,
(22)

其中第一个表达式使用Conway的基础等。(1999).

这个地区单曲的面对地区五角形单位的边缘长度

 A=1/4平方米(25+10平方米(5)),
(23)

所以表面积是这个值的12倍,即

 S=3平方英尺(25+10平方英尺(5))。
(24)

这个体积可以通过求和来计算十二面体的12种成分的体积五角形金字塔,

 V=12(1/3Ar)=1/4(15+7sqrt(5))。
(25)

阿波罗纽斯证明了这一点二十面体和十二面体用同样的半径(inradius),

 (V_二十面体)/(V_十二面体)=(A_二十面体内)/(A_十二面体内),
(26)

哪里V(V)是音量和一这个表面积,实际比率为

 (V_二十面体)/(V_十二面体)=(A_二十面体内)/(A_十二面体内)=平方(3/(10)(5-sqrt(5)))。
(27)

另请参见

增强十二面体,增广截断十二面体,开罗镶嵌,立方八面体,三角六面体,十二角形,十二面体2-化合物,十二面体5-化合物,十二面体6-化合物,十二面体-二十面体化合物,十二面体-小三方二十面体化合物,十二面体碑文,加长十二面体,大十二面体,伟大的星形十二面体,双曲十二面体,二十面体,Metabiaugmented(元增强)十二面体,Metabiaugmented(元增强)截断十二面体,偏执狂十二面体,偏执狂截断十二面体,多面体着色,高温面体,菱形十二面体,菱形三面体,小型星形十二面体,恒星化,Triakis四面体,三角形的十二面体,试用版截断十二面体,三角十二面体,三角值--圆周率/5,截断(Truncated)十二面体,截断四面体

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引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“正十二面体。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/RegularDodecahedron.html

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