五複合正四面體

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Template:NoteTA Template:Infobox polyhedron幾何學中,五複合正四面體是一種由五個正四面體組合成的幾何圖形[1],屬於星形二十面體[2],也是唯一五種正複合體之一[4],其索引編號為UC5。溫尼爾在他的書中列出了許多星形多面體模型,其中也收錄了五複合正四面體,並將之給予編號W24[5]。其也收錄於哈羅德·斯科特·麥克唐納·考克斯特的書《五十九種二十面體》中,編號為47[6],但這個多面體最早是由埃德蒙·赫斯在1876年發現並描述的。

性質

五複合正四面體為五個正四面體組合成的形狀,由於沒有頂點共用的情況,因此其邊、面和頂點的數量為正四面體的5倍,共有20個面、30條邊和20個頂點

結構

五複合正四面體可以視為正十二面體Template:Link-en後的多面體,在正十二面體凸包中每個正四面體定位在12個頂點中的其中4個頂點。也因此,正十二面體有相同的Template:Link-en[7]

實體的五複合正四面體的旋轉模型

五複合正四面體可以透過將正四面體置於旋轉的Template:Link-en (I)構造

其也可以利用20組3個凹五邊形組合起來構造,如上圖。這種凹五邊形有三種邊長,其中有兩組等長邊,較長的等長邊長度為黃金比例倒數的根號2倍,為35,較短的等長邊長度為黃金比例平方的倒數,為352,另外一邊長度為黃金比例平方倒數的根號2倍,735。這種方法由溫尼爾提出[9]

這種形狀也正是每個正四面體露出來的部分。


球面鑲嵌

透明的模型
(旋轉模型)

五個互交叉的四面體

頂點座標

由於五複合正四面體可以看作是在正十二面體中嵌入正四面體,因此其頂點座標正十二面體相同:

(±1, ±1, ±1)、
(0, ±Template:Sfrac, ±ϕ)、
Template:Sfrac, ±ϕ, 0)、
ϕ, 0, ±Template:Sfrac)。

其中Template:Nowrap黃金比例

作為星形多面體

五複合正四面體是一種星形二十面體,其星狀核為正二十面體、凸包為正十二面體,在Template:Link-en中以Ef1d表示。

Template:Link-en 星形 星狀核 凸包

正二十面體

正十二面體

其他的五複合正四面體

相關多面體

五複合正四面體與其手性鏡像可組合出十複合正四面體,也就是說十複合正四面體可以看作是兩個五複合正四面體的複合體[10]

參見

參考文獻

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  1. Template:Cite book

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外部連結

Template:廣義的正多面體 Template:星形二十面體導航

  1. Template:Cite web
  2. Maeder, R. E. "The Stellated Icosahedra." Template:Wayback Mathematica in Education 3, 5-11, 1994.
  3. 引用错误:<ref>标签无效;未给name(名称)为Regular Polytopes (book)的ref(参考)提供文本
  4. Regular Polytopes (1973)[3], 3.6 The five regular compounds, pp.47-50
  5. Template:Cite book
  6. Template:Cite book
  7. Template:Cite web
  8. 8.0 8.1 Cundy, H. and Rollett, A. "Five Tetrahedra in a Dodecahedron." §3.10.8 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., 1989. ISBN 978-0906212202
  9. advocated by Wenninger, 1989[8]pp. 44
  10. Cundy and Rollett, 1989[8] pp. 139-141