四角化菱形十二面體

{{Infobox polyhedron
| name = 四角化菱形十二面體
| polyhedron = 四角化菱形十二面體
| imagename = disdyakisdodecahedron.jpg
| rotating = Disdyakisdodecahedron.gif
| rinfo = (按這裡觀看旋轉模型)
| Type = 卡塔蘭立體
| Coxeter_diagram =
| Face = 48
| Edge = 72
| Vertice = 26
| Face_type =
不等邊三角形
| Vertice_type = V4.6.8
| Face_configuration = V4.6.8
| Conway = mC
| Symmetry_group = Oh, B3, [4,3], *432
| Rotation_group = O, [4,3]+, (432)
| Index_references =
| dual = 大斜方截半立方体
| Dihedral_angle = 155° 4' 56"
\arccos(-\frac{71 + 12\sqrt{2}}{97})
| Properties = 凸、 面可遞
| 3d_image = Disdyakis dodecahedron.png
| vfigimage = DU11 facets.png
| dual_image =Truncatedcuboctahedron.jpg
| net_image = Disdyakisdodecahedron net.png
}}
在幾何學中,四角化菱形十二面體是一種由48個不等邊三角形組成的卡塔蘭多面體,又稱為六八面體(hexoctahedron)、六角化八面體(hexakis octahedron)、八角化立方體(octakis cube、octakis hexahedron)、菱形四角化十二面體(kisrhombic dodecahedron),雖然其具有面可遞的性質,然而由於其組成的面不是正多邊形因此不能算是正多面體,其對偶多面體為大斜方截半立方體。

性質
四角化菱形十二面體是卡塔蘭立體的一種,其對應的阿基米德立體為大斜方截半立方體。並具有面可遞的性質,這意味著,這立體上的任意兩個面A和B,透過旋轉或鏡射這個立體,使A移動到B原來的位置時,其面仍然佔據了相同的空間區域。所有的正多面體都擁有這個特性,然而四角化菱形十二面體並未所有邊等長、組成的面也非正多邊形,因此不屬於正多面體。

四角化菱形十二面體可以將菱形十二面體透過四角化變換來完成,其等價於將菱形十二面體每個面替換成一個頂點和四個三角形:
:\begin{align} A &= \tfrac67\sqrt{783+436\sqrt 2}\,a^2 \\ V &= \tfrac17\sqrt{3\left(2194+1513\sqrt 2\right)}a^3\end{align}

對稱性
四角化菱形十二面體具有Oh, B3, [4,3] (*432)的。其每條稜皆代表八面體群對稱性的鏡射線。其結構也可以透過將立方體在每個正方形面上以正方形的頂點、邊中點和幾何中心為基準將正方形分成8個三角形、或透過將正八面體在每個三角形面上以正三角形的頂點、邊中點和幾何中心為基準將正三角形分成6個三角形、或透過將菱形十二面體在每個菱形面上以菱形的幾何中心為基準將菱形分成四個三角形來看出。

球極投影
與四角化菱形十二面體對應的球面鑲嵌可透過透過9個球面大圓來構建(即四角化菱形十二面體投影到球面的結果),因此在球極平面投影中,四角化菱形十二面體的稜可以在平面上形成9個圓或中心徑向線。這9個圓或中心徑向線可以分成兩組,其中一組由3個圓或中心徑向線組成(下圖以紫色表示)、另一組由6個圓或中心徑向線組成(下圖以紅色表示),分別代表其兩個正交子群,分別是和:

正交投影
四角化菱形十二面體及其對偶多面體大斜方截半立方体存在多個能投影出對稱正交投影的投影方向。前兩者的對偶圖其對稱性對應於A2和B2的。

面的組成
四角化菱形十二面體由48個全等的不等邊三角形組成。
:
該三角形三邊皆不等長。若其對偶多面體的大斜方截半立方体邊長為單位長,則對應的四角化菱形十二面體組成面,最短邊長為\tfrac{2\sqrt{3\left( 10-\sqrt{2}\right)}}{7}、次長邊長為\tfrac{3\sqrt{6\left( 2+\sqrt{2}\right)}}{7}、最長邊長為\tfrac{2\sqrt{6\left( 10+\sqrt{2}\right)}}{7}。

相關多面體與鑲嵌
四角化菱形十二面體可以將菱形十二面體透過四角化變換來完成,其等價於將菱形十二面體每個面替換成一個頂點和四個三角形,而大斜方截半立方体也是立方体經過康威變換的結果。因此四角化菱形十二面體可以視為一個以立方體為出發點經由2次康威變換來完成。其他也是由立方體為出發點經由有限次的康威變換產生的多面體有:

在面的布局中,四角化菱形十二面體可以寫成V4.6.8 ,其意義為其面由3個頂點組成,每個頂點依序是:四個面的公共頂點、六個面的公共頂點和八個面的公共頂點。其可以進一步的列在V4.6.2n的無窮序列中n為4的位置。

四角化菱形十二面體圖
{{Infobox graph
| name = 四角化菱形十二面體圖
| image =
| image_caption =
| distribution = 4 (12個)
6 (8個)
8 (6個)

| vertices = 26
| edges = 72
| automorphisms =
| girth = 3
| diameter = 4,是一個阿基米德對偶圖。
性質
四角化菱形十二面體圖有72條邊和26個頂點,其中度為4的頂點有12個、度為6的頂點有8個、度為8的頂點有6個。
:
其特徵多項式為:
:{\left( x-4\right) }^{3}x^4{\left( x+2\right) }^{6}{\left( x^2-2\right) }^{5}{\left( x^3-26x-48\right) }

參見
*星形四角化菱形十二面體
*四角化菱形三十面體
*卡塔蘭立體
*對偶多面體

參考文獻

(Section 3-9)

外部連結
*
*[https://web.archive.org/web/20070701185441/http://polyhedra.org/poly/show/37/hexakis_octahedron Disdyakis Dodecahedron (Hexakis Octahedron)] Interactive Polyhedron Model

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