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立方体二复合体


Cube2Compounds

有许多吸引人的多面体复合体是由两个立方体构成的。第一个(左图)是通过让两个立方体共享相对的多面体顶点,然后将其中一个绕 C_3 轴旋转六分之一圈得到的(Holden 1991,第 34 页)。第二个(中图)结合了两个立方体,它们沿着 C_4 轴相互旋转 45 degrees。第三个(右图)由两个立方体组成,它们围绕一个共同的 C_2 轴相互旋转 90 degrees

这些复合体在 Wolfram 语言中实现为PolyhedronData[{"CubeTwoCompound", n}],其中 n=1、2、3。

Cube2-CompoundFrame

C_3 复合体在 M. C. 埃舍尔 1948 年的木刻版画《星星》中出现了两次(左下方是斜面线框,下方中心是实体)(Forty 2003,图版 43)。

Cube2CompoundsAndDuals

上面展示了这些立方体二复合体及其八面体二复合体 对偶和共同中球体

Origami cube 2-compound
Cube2CompoundC3Net

上面的左图展示了一个折纸立方体 C_3 二复合体(Brill 1996,第 90-92 页)。右图展示了该复合体一个金字塔面的展开图。每个金字塔部分由两个 doms(1-2 个直角三角形)和一个等腰直角三角形组成。如果原始立方体的边长为 1,则展开图的边长由下式给出

s_1=1/2
(1)
s_2=1/2sqrt(2)
(2)
s_3=1
(3)
s_4=1/2sqrt(5).
(4)

第一个复合体外壳的表面积是

 S=(15)/2,
(5)

与每个原始立方体的 S=6 相比。令人惊讶的是,该复合体的表面积因此是一个有理数。

Cube2CompoundsIntersectionsAndConvexHulls

对于第一个复合体,共同的实体是一个六方双棱锥,凸包是一个拉长的六方双棱锥,而对于第二个复合体,共同的实体和凸包都是八面体棱柱

Rotation of a cube about a C3 axis of another cube

如果第二个立方体绕 C_3 轴相对于固定立方体旋转,则上面以黑色指示的边在整个 1/3 圈旋转过程中保持相交。交点的 x 坐标作为旋转角 theta 的函数由以下复杂表达式给出

 x=(12costheta-3cos(2theta)-sqrt(3)[4sintheta+sin(2theta)])/(2[6+2costheta+cos(2theta)-2sqrt(3)(costheta-1)sintheta]).
(6)

另请参阅

立方体, 立方体三复合体, 立方体四复合体, 立方体五复合体, 立方体六复合体, 立方体七复合体, 立方体十复合体, 立方体二十复合体, 多面体复合体

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参考文献

Brill, D. "Double Cube." Brilliant Origami: A Collection of Original Designs. 东京: Japan Pub., pp. 9 和 90-95, 1996.Escher, M. C. "Stars." 木刻版画. 1948. http://www.mcescher.com/Gallery/back-bmp/LW359.jpg.Forty, S. M. C. Escher. Cobham, England: TAJ Books, 2003.Hart, G. "Compound of Two Cubes." http://www.georgehart.com/virtual-polyhedra/vrml/cubes_D6_D3.wrl.Holden, A. Shapes, Space, and Symmetry. New York: Dover, 1991.Steinhaus, H. Mathematical Snapshots, 3rd ed. New York: Dover, p. 213, 1999.Verheyen, H. F. Symmetry Orbits. Boston, MA: Birkhäuser, 2007.

请引用为

Weisstein, Eric W. “立方体二复合体。” 来自 MathWorld—— Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Cube2-Compound.html

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