扭棱四面體

在幾何學中,扭棱四面體是指正四面體經過扭棱變換後所形成的多面體。其拓樸結構與正二十面體等價。一般會將這種立體的面分為3組,一組是原始四面體的面,另一組是來自原像之頂點圖的面,另一組是扭棱變換過程中所形成的面。若兩組面構成的三角形不全等,其結果立體將會變成一個外觀與正二十面體非常相似,但不相同的立體,因此又稱偽正二十面體,其具備五角十二面體(黃鐵礦晶型)對稱性。部分文獻將這種立體稱為扭棱八面體(snub octahedron)、扭棱截半四面體(或扭棱四-四面體,snub tetratetrahedron)。部分礦石的晶體結構會結晶成這種形狀。

性質
扭棱四面體是一種二十面體,由20個三角形組成。扭棱四面體可以視為四面體經過扭棱變換所形成的立體,在扭稜的過程中會形成3種面,一種是原始四面體的面、另一種是來自原像頂點圖的面、還有一種是扭棱變換過程中所形成的面。若這三種面皆全等,整個立體將與正二十面體無異。

拓樸結構
扭棱四面體的拓樸結構與正二十面體等價。若將四面體扭棱過程中所形成的面兩兩合併為1個菱形,則其拓樸結構與截半立方體相同。。而若取(\pm \varphi, \pm 1, 0)則會變為正二十面體,其中\varphi為黃金比例。
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對偶多面體
這種立體因為外觀與正二十面體十分類似,但不是正多面體因此又被稱為偽正二十面體。其對偶多面體也非常類似正二十面體的對偶多面體——正十二面體,然而其也不是正多面體。這種立體的對偶多面體為五角十二面體,是一種由12個不等邊五邊形組成的十二面體,具有四面體群對稱性。其與正十二面體類似,皆是由12個全等的五邊形組成,且每個頂點都是3個五邊形的公共頂點,但由於其面不是正多邊形,其頂點的排佈未能達到五摺對稱性,因此不屬於正多面體。部分的化學物質或礦石其晶體形狀是這種形狀,例如黄铁矿和部分的天然氣水合物。其英文名稱Pyritohedron是來自黄铁矿的英文pyrite以及多面體的字尾-hedron命名的。

相關多面體
參見
*扭稜鍥形體
*五角十二面體
*正二十面體

參考文獻
外部連結
*[https://demonstrations.wolfram.com/SnubTetrahedron/ 扭棱四面體的各種變體]

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