大星形十二面體

幾何學上,大星形十二面體是一個由五角星組成的非凸正多面體[1],是正十二面體的星形多面體,其在非凸均勻多面體被編號為U52、在溫尼爾多面體模型被編號為W22。该多面體最早是由温佐·雅姆尼策尔於1568年發現並描述[2][3][4]。後來在1619年時,被約翰尼斯·克卜勒重新發現[5][6][7]

大星形十二面體

(按這裡觀看旋轉模型)
類別星形正多面體
12
30
頂點20
歐拉特徵數F=12, E=30, V=20 (χ=2)
虧格0
面的種類12個五角星
面的佈局12{5/2}
頂點圖(5/2)3
考克斯特符號
施萊夫利符號{5/2,3}
威佐夫符號2 5/2
對稱群Ih, H3, [5,3], (*532)
參考索引U52, C68, W22
對偶大二十面體
特性正、非凸

(5/2)3
頂點圖

大二十面體
(對偶多面體)

大星形十二面體的對偶多面體也是一種星形正多面體,同時也是星形二十面體,其為由正三角形構成的大二十面體

性質

大星形十二面體共有12個面、30條邊和20個頂點[8],其每個面都是全等的正五角星[9]、每個頂點都是3個五角星的公共頂點,在頂點圖為三角形,可以用(5/2)3來表示[10]施萊夫利符號中利用 {5/2,3} 來表示,考克斯特符號中利用來表示。

二面角

大星形十二面體是一種星形正多面體,因此具有所有角相等的性質。其二面角只有一个值,其值為五平方根倒數反餘弦[11]

頂點坐標

邊長為單位常且幾何中心位於原點的大星形十二面體,其頂點坐標為[12]

作為一個簡單多面體

簡單多面體是指這個多面體中的面不會與同一個多面體的另一個面相交的多面體。若大星形十二面體要成為一個簡單多面體,則需要在這多面體中相交的面上放置新的頂點和邊,並將原本的五角星面分割成5個三角形面。這樣的多面體共有60個面、90條邊和32個頂點[13]

相關多面體

名稱 大星形十二面體 截角大星形十二面體 大截半二十面体 截角大二十面體 大二十面體
考式
圖像

對偶複合體

大二十面體與其對偶的複合體為複合大二十面體大星形十二面體。其共有32個面、60條邊和32個頂點,其尤拉示性數為4,虧格為-1,有12個非凸面[14],是一種截半二十面體的星形多面體[15][16]。溫尼爾在他的書中列出將這種形狀編為W61[17][18]


從三角形的星狀圖

從五邊形的星狀圖

參見

參考文獻

  1. Cauchy, A. L. "Recherches sur les polyèdres." J. de l'École Polytechnique 9, 68-86, 1813.
  1. Coxeter, Star polytopes and the Schläfli function f(α,β,γ) p. 121 1. The Kepler–Poinsot polyhedra
  2. 埃里克·韦斯坦因. . MathWorld.
  3. . mathe.tu-freiberg.de. [2017-03-24]. (原始内容存档于2016-10-13).
  4. . americanhistory.si.edu. [2017-03-24]. (原始内容存档于2017-03-25).
  5. 埃里克·韦斯坦因. . MathWorld.
  6. Johannes Kepler, Harmonices Mundi (1619).
  7. Johannes Kepler with E. J. Aiton, A. M. Duncan, and J. V. Field, translators, The Harmony of the World, American Philosophical Society (1997).
  8. . bulatov.org. (原始内容存档于2016-03-26).
  9. . coolmath. (原始内容存档于2016-08-26).
  10. Cundy, H. and Rollett, A. "Great Stellated Dodecahedron. (5/2)3." §3.6.3 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., pp. 94-95, 1989.
  11. . dmccooey.com. (原始内容存档于2016-03-24).
  12. . dmccooey.com. (原始内容存档于2016-10-01).
  13. Alexander Bogomolny. . cut-the-knot.org. (原始内容存档于2016-08-26).
  14. . bulatov.org. (原始内容存档于2015-09-06).
  15. 埃里克·韦斯坦因. . MathWorld.
  16. H. Cundy and A. Rollett Great Icosahedron Plus Great Stellated Dodecahedron. §3.10.4 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., pp. 132-133, 1989.
  17. Wenninger, Magnus. . Cambridge University Press. 1974. ISBN 0-521-09859-9.
  18. 埃里克·韦斯坦因. . MathWorld.

外部連結

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