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棱柱


Prism

一般的棱柱是具有两个全等多边形面,且所有其余面均为平行四边形多面体(Kern 和 Bland 1948,第 28 页;左图)。

直棱柱是顶面和底面多边形彼此正对,使得连接其侧面的垂直多边形不仅是平行四边形,而且是矩形的棱柱(右图)。不是直棱柱的棱柱称为斜棱柱。此外,如果上下底面是矩形,则该棱柱称为长方体

高度为 h,底面积为 A 的棱柱的体积 简单地为

 V=Ah.
(1)
Prisms

上图显示了前几个正则直棱柱,其面是正则 n-边形。边长为单位长度的 4-棱柱 简单来说就是立方体。正则直棱柱的对偶多面体双棱锥

PrismsAndDuals

正则直等边棱柱是正则多面体,其对偶正则双棱锥。正则棱柱的中半径等于其 n-边形面的外接圆半径,即:

 rho_n=1/2acsc(pi/n),
(2)

其中 a 是边长。

PrismNets

正则直棱柱具有特别简单的展开图,由两个方向相反的 n-边形底面和一条 n 个正方形的带状区域连接而成。对应于棱柱骨架,不出所料地被称为棱柱图

正则单位 n-棱柱的表面积

S_n=2A_n+n·1^2
(3)
=n[1+1/2cot(pi/n)],
(4)

其中 A_n 是相应正多边形面积。前几个表面积是

S_3=1/2(6+sqrt(3))
(5)
S_4=6
(6)
S_5=5+1/2sqrt(5(5+2sqrt(5)))
(7)
S_6=3(2+sqrt(3))
(8)
S_7=(64x^6-2688x^5+43120x^4-329280x^3+1181292x^2-1479016x-487403)_6
(9)
S_8=4(3+sqrt(2))
(10)
S_9=(64x^6-3456x^5+66096x^4-513216x^3+918540x^2+6141096x-19309023)_6
(11)
S_(10)=5(2+sqrt(5+2sqrt(5))).
(12)

对于 n=3, 4, ...,这些面积的代数次数分别为 2, 1, 4, 2, 6, 2, 6, 4, 10, 2, 12, 6, 8, 4, 16, 6, 18, 4, ... (OEIS A089929)。

正则单位 n-棱柱的体积

 V_n=1·A_n=1/4ncot(pi/n).
(13)

前几个体积是

V_3=1/4sqrt(3)
(14)
V_4=1
(15)
V_5=1/4sqrt(5(5+2sqrt(5)))
(16)
V_6=3/2sqrt(3)
(17)
V_7=(4096x^6-62720x^4+115248x^2-16807)_6
(18)
V_8=2(1+sqrt(2))
(19)
V_9=(4096x^6-186624x^4+1154736x^2-177147)_6
(20)
V_(10)=5/2sqrt(5+2sqrt(5)).
(21)

体积的代数次数与表面积的相同。

正则直三棱柱、正方棱柱(立方体)和六棱柱都是空间填充多面体


另请参阅

反棱柱, 增广六棱柱, 增广五棱柱, 增广三棱柱, 双增广五棱柱, 双增广三棱柱, 立方体, 长方体, 圆柱体, 双棱锥, 广义圆柱体, 六棱柱, 变双增广六棱柱, 八棱柱, 邻双增广六棱柱, 五棱柱, 星形棱柱, 棱柱图, 棱柱台, 棱柱体, 棱锥, 偏方面体, 三棱柱, 三增广六棱柱, 三增广三棱柱 在 课堂中探索此主题

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参考文献

Beyer, W. H. (Ed.). CRC 标准数学表格,第 28 版。 Boca Raton, FL: CRC Press, p. 127, 1987.Cromwell, P. R. 多面体。 New York: Cambridge University Press, pp. 13 和 85-86, 1997.Harris, J. W. and Stocker, H. "棱柱。" §4.2 in 数学和计算科学手册。 New York: Springer-Verlag, pp. 96-98, 1998.Kern, W. F. and Bland, J. R. "棱柱。" §13 in 立体测量与证明,第 2 版。 New York: Wiley, pp. 28-32, 1948.Pedagoguery Software. Poly. http://www.peda.com/poly/.Sloane, N. J. A. 序列 A089929 in "整数序列在线百科全书。"Webb, R. "棱柱、反棱柱及其对偶。" http://www.software3d.com/Prisms.html.

在 中引用

棱柱

引用为

Weisstein, Eric W. "棱柱。" 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Prism.html

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