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菱形十二面体


RhombicDodecahedronSolidWireframeNet

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(第一)菱形十二面体是 立方八面体对偶多面体 (Holden 1971, p. 55)。它有时也被称为菱面体十二面体 (Cotton 1990),并且在需要将其与 Bilinski 十二面体 (Bilinski 1960, Chilton and Coxeter 1963) 区分开来时,可能会包含“第一”。上面展示了它的图形,以及线框版本和一个可用于其构建的 网格

它是 Wenninger 对偶 W_(11)

菱形十二面体在 Wolfram 语言 中实现为PolyhedronData["RhombicDodecahedron"].

菱形十二面体出现在右上角,作为 M. C. Escher 1948 年木刻版画“星星” (Forty 2003, Plate 43) 中的多面体“星星”之一。

菱形十二面体的 14 个顶点由 12 个 菱形 连接而成,尺寸如下图所示,其中

alpha=2cot^(-1)sqrt(2)
(1)
=cos^(-1)(1/3)
(2)
 approx 70.53 degrees
(3)
beta=2tan^(-1)sqrt(2)
(4)
 approx 109.47 degrees.
(5)
RhombicDodecRhombus
Jack
RhombicJack
RhombicDodecahedronCube

菱形十二面体可以通过在一个中心立方体的面上放置六个立方体,以金属“杰克”的配置(左图)构建而成。然后,将外部立方体的中心与中心立方体的顶点连接起来,即可得到菱形十二面体(中图)。在边长为单位长度的 立方体 的每个面上贴上高度为 1/2 的 正方锥体,即可得到菱形十二面体(右图;Brückner 1900, p. 130;Steinhaus 1999, p. 185)。

RhombicDodecahedronCubeOctahedron

连接菱形十二面体的长对角线(上图中蓝色所示)会得到 八面体 的边,而短对角线则会得到 立方体 的边(红色)。

Solids inscribed in a rhombic dodecahedron

更具体地说,立方体八面体星形八面体 可以内接于菱形十二面体的顶点 (E. Weisstein, Dec. 25, 2009)。

RhombicDodecahedronConvexHulls

菱形十二面体是 立方体-八面体复合体 和第一个 立方八面体星状体凸包

如果菱形十二面体沿着三个连续的面对角线铰接成六个正方锥体,则所得模型可以折叠成一个立方体 (Wells 1991)。菱形十二面体的一种可能的构造称为 Bauspiel。它也可以通过将单位边长的 立方体 增广 一个高度为 1/2 的锥体来构造。

菱形十二面体是 带状多面体空间填充多面体 (Steinhaus 1999, p. 185)。顶点由 (+/-1, +/-1, +/-1), (+/-2, 0, 0), (0, +/-2, 0), (0, 0, +/-2) 给出。

CubeOctahedronPoints
CubeOctahedronRhombs

在上面绘制的点中 相交立方体-八面体复合体 的边是 菱形 的对角线(左图),而 12 个 菱形 形成菱形十二面体(中心图;Ball 和 Coxeter 1987)。立方八面体 可以内接于菱形十二面体(右图;Steinhaus 1999, p. 206)。

菱形十二面体有三种星状体。

HauyRhombicDodecahedron

菱形十二面体可以使用 Haűy 构造 构建。Haűy 菱形十二面体数

 HRhoDod_n=(2n-1)(8n^2-14n+7)
(6)

给出了一种计算菱形十二面体 体积 的方法,

V=lim_(n->infty)HRhoDod_n(a/(nsqrt(3)))^3
(7)
=(16)/9sqrt(3)a^3
(8)

(Steinhaus 1999)。单位边长的菱形十二面体的 表面积

 S=8sqrt(2),
(9)

其惯性张量为

 I=[1/3Ma^2 0 0; 0 1/3Ma^2 0; 0 0 1/3Ma^2].
(10)

另请参阅

Bauspiel, Bilinski 十二面体, 立方体-八面体复合体, 十二面体, 伸长十二面体, Haűy 构造, 五角十二面体, 菱形十二面体星状体, 菱形三十面体, 菱形, 球体堆积, 施泰因梅茨立体, 三角十二面体, 带状多面体

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Ball, W. W. R. 和 Coxeter, H. S. M. Mathematical Recreations and Essays, 13th ed. New York: Dover, p. 137, 1987.Bilinski, S. "Über die Rhombenisoeder." Glasnik 15, 251-263, 1960.Brückner, M. Vielecke under Vielflache. Leipzig, Germany, 1900.Chilton, B. L. 和 Coxeter, H. S. M. "Polar Zonohedra." Amer. Math. Monthly 70, 946-951, 1963.Cotton, F. A. Chemical Applications of Group Theory, 3rd ed. New York: Wiley, p. 62, 1990.Cundy, H. 和 Rollett, A. "Rhombic Dodecahedron. V(3.4)^2." §3.8.1 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., p. 120, 1989.Escher, M. C. "Stars." Wood engraving. 1948. http://www.mcescher.com/Gallery/back-bmp/LW359.jpg.Forty, S. M.C. Escher. Cobham, England: TAJ Books, 2003.Grünbaum, B. "Parallelogram-Faced Isohedra with Edges in Mirror-Planes." Disc. Math. 221, 93-100, 2000.Holden, A. Shapes, Space, and Symmetry. New York: Columbia University Press, p. 55, 1971.Steinhaus, H. Mathematical Snapshots, 3rd ed. New York: Dover, pp. 185-186, 1999.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, pp. 215-216, 1991.Wenninger, M. J. Dual Models. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 19, 21, and 34, 1983.

请引用本文为

Weisstein, Eric W. "菱形十二面体。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/RhombicDodecahedron.html

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