異相雙三角柱

幾何學中,是一種由4個正方形和4個正三角形組成的多面體,為92種约翰逊多面体(編號J26)中的其中一個[2],顧名思義,它可由兩個正三角柱在一側面(正方形)以不同方向接合而成[3]。這92種约翰逊多面体最早在1966年由诺曼·约翰逊命名並給予描述。其中異相雙三角柱是8種能獨立堆滿三維空間的正多邊形面組成的多面體之一[4]同時也是唯一一種能獨立填滿三維空間的约翰逊多面体[5][6],也是化學中的一種分子構型[7]

異相雙三角柱

(點選檢視STL模型)
類別约翰逊多面体
J25 - J26 - J27
8
14
頂點8
歐拉特徵數F=8, E=14, V=8 (χ=2)
面的種類4個正三角形
4個正方形
頂點圖3.4.3.4
3.42[1]
對稱群D2d
參考索引J26
對偶二方柱狀偏方面體
特性空間填充

二方柱狀偏方面體
(對偶多面體)

(展開圖)

性質

異相雙三角柱是一種八面體,共由8個面、14條邊和8個頂點組成。[1]在其8個面有4個面是正方形、4個面是正三角形[8]。其8個頂點中,有4個是2個三角形與2個正方形的公共頂點,其在頂點周圍的排列順序依序為三角形、正方形、三角形和正方形,在頂點圖中可以用(3.4.3.4)來表示[1];在其8個頂點中的另外4個頂點是1個三角形和2個正方形的公共頂點,在頂點圖中可以用(3.42)來表示[1]

組成

異相雙三角柱可以視為由2個正三角柱組成的立體圖形[9]:173。其組成方式為側面正方形面交疊,但兩個三角柱間相差了90度的旋轉角[10]

二面角

異相雙三角柱共由14條邊組成,這14條邊可以分成二種,其中有12條邊是三角形和正方形的公共邊、2條邊是2個正方形的公共邊。而這些邊共有三種二面角,三角形和正方形的公共邊對應的稜其二面角有2種,一種角度為150度、另一種角度為90度;而2個正方形的公共邊對應的稜僅有一種二面角角度,其值為60度。[9]:188

頂點座標

邊長為單位長且幾何中心位於原點的異相雙三角柱其頂點座標[11]

相關多面體與鑲嵌

異相雙三角柱堆砌

異相雙三角柱是一種能獨立堆滿三維空間的多面體之一[4][5][6],由異相雙三角柱填滿三維空間後所形成的幾何結構稱為異相雙三角柱堆砌。而若將該結構中每個異相雙三角柱分割成2個正三角柱則該結構變為由三角柱獨立填滿空間的結構,此結構稱為異相三角柱堆砌。由於三角柱是一種柱狀均勻多面體,因此異相三角柱堆砌是28種均勻堆砌體之一[12]


局部的異相雙三角柱堆砌

異相雙三角柱堆砌的空間骨架圖

將異相雙三角柱分割成2個三角柱形成的異相三角柱堆砌局部

參見

參考文獻

  1. Nat Alison. . polyhedra.tessera.li.
  2. Spencer, A. . Xoum Publishing. 2015. ISBN 9781921134876.
  3. {{Cite web |url=http://mathworld.wolfram.com/Gyrobifastigium.html |title=Gyrobifastigium |website=at MathWorld--A Wolfram Web Resource |publisher=Wolfram Research, Inc. |editor-first=Eric W. |editor-last=Weisstein |editor-link=埃里克·韦斯坦因 |accessdate= |quote= |language=en }}
  4. Subramanian, Sai Ganesh and Eng, Mathew and Krishnamurthy, Vinayak and Akleman, Ergun, , ACM SIGGRAPH 2019 Posters, SIGGRAPH '19 (Los Angeles, California: ACM), 2019: 81:1––81:2, ISBN 978-1-4503-6314-3, doi:10.1145/3306214.3338576
  5. Alam, S. M. Nazrul; Haas, Zygmunt J., , , New York, NY, USA: ACM: 346–357, 2006, ISBN 1-59593-286-0, arXiv:cs/0609069, doi:10.1145/1161089.1161128.
  6. Kepler, Johannes, , Paul Dry Books, Footnote 18, p. 146, 2010, ISBN 9781589882850.
  7. Alvarez, Santiago. . Coordination Chemistry Reviews (Elsevier). 2017, 350: 3––13.
  8. Elwes, R. . Quercus. 2017: 103. ISBN 9781786486950.
  9. Johnson, Norman W. . Canadian Journal of Mathematics (Cambridge University Press). 1966, 18: 169––200.
  10. Yaghi, O.M. and Kalmutzki, M.J. and Diercks, C.S. . Wiley. 2019: 125. ISBN 9783527821082.
  11. . scientificlib.com. [2019-09-28]. (原始内容存档于2019-09-28).
  12. George Olshevsky. (PDF). [2019-09-28]. (原始内容存档 (PDF)于2016-03-29).

外部連結

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