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五复合四面体


Tetrahedron5Compounds

可以构造出许多吸引人的五复合四面体。第一个(左图)是二十面体星状体之一,其中四面体的 5×4 个顶点对应于正十二面体的 20 个顶点。两个具有相反手性的五复合四面体结合形成一个十复合四面体(Cundy 和 Rollett 1989)。第二个五复合四面体(右图)如上所示。

这些复合体在 Wolfram 语言 中实现为PolyhedronData[{"TetrahedronFiveCompound", n}] 对于 n=1 和 2。

Paper sculpture of the tetrahedron 5-compound

上面的插图显示了五复合四面体的两种手性的纸雕模型。

埃舍尔建造了他自己的五复合四面体模型,作为他木刻版画的研究(Bool et al. 1982, p. 146)。

Tetrahedron5CompoundsAndDuals

这些五复合四面体及其对偶和公共中球如上图所示。

Tetrahedron5CompoundsIntersectionsAndConvexHulls

公共实体和凸包如上图所示。对于第一个复合体,内部是一个正二十面体凸包是一个正十二面体

Tetrahedron5-CompoundNet

构造复合体有两种技术。温宁格 (Wenninger)(1989,p. 44)提倡的第一种技术使用如上图所示的 20 个相同的部件,每个部件组装成一个小型的三件式金字塔。然后将 20 个金字塔以五个环的形式组装成实体。网格中所示的边长由下式给出

s_1=1/2(3-sqrt(5))
(1)
=phi^(-2)
(2)
s_2=sqrt(7-3sqrt(5))
(3)
=sqrt(2)phi^(-2)
(4)
s_3=sqrt(3-sqrt(5))
(5)
=sqrt(2)phi^(-1),
(6)

其中 phi黄金比例,用于从边长为单位长度的正十二面体开始生成的复合体。

Cundy 和 Rollett(1989)提倡一种更精巧的构造方法。虽然据称比第一种构造方法更简单,但其形状不同的部件实际上证明在实践中更难正确组装。Cundy 和 Rollett 的方法包括构造一个基础四面体,在一个顶点周围放置一个“帽”(从而给出一个有吸引力的二复合四面体作为中间步骤),然后在对面贴上一个三角形金字塔。然后构造十二个与上述类型相同的金字塔,并以三个链条的形式边对边连接。然后将四个金字塔链条布置在原始两个四面体的八个顶点周围,每个链条中三个金字塔的重合点被连接起来,使得它们与原始两个四面体的交点重合,从而使五个金字塔在一个点处接触。

Tetrahedron5-CompoundFramework

通过用沿其边缘的斜面支柱替换实体四面体,可以获得上面吸引人的结构。


另请参阅

二十面体星状体多面体复合体正四面体

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参考文献

Ball, W. W. R. 和 Coxeter, H. S. M. Mathematical Recreations and Essays, 13th ed. New York: Dover, p. 135, 1987.Bool, F. H.; Kist, J. R.; Locher, J. L.; 和 Wierda, F. M. C. Escher: His Life and Complete Graphic Work. New York: Abrams, 1982.Cundy, H. 和 Rollett, A. "五个四面体在一个十二面体中" §3.10.8 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., pp. 139-141, 1989.Kabai, S. Mathematical Graphics I: Lessons in Computer Graphics Using Mathematica. Püspökladány, Hungary: Uniconstant, p. 163, 2002.Plank, J. "Jim Plank 的折纸页面 (模块化)." http://www.cs.utk.edu/~plank/plank/pics/origami/origami.html.Update a linkWang, P. "渲染图." http://www.ugcs.caltech.edu/~peterw/portfolio/renderings/Wenninger, M. J. Polyhedron Models. New York: Cambridge University Press, p. 44, 1989.

请引用本文为

Weisstein, Eric W. "五复合四面体。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Tetrahedron5-Compound.html

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