■ペンタドロン・パズルの木工製作(その20)

 平行多面体同士の変身図形と関連して,菱形12面体に切頂八面体が内接したときの体積比を考えてみたい.

 中川宏さんに教えてもらったところ,切頂八面体の正六角形面を挟む稜が菱形12面体の菱形の対角線の長い方に接するようにとのことであった.

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[1]菱形12面体の計量

 菱形の頂点は

  (0,0,2),(1,±1,1),(2,0,0)

にとることができる.

[2]切頂八面体の計量

 正方形の頂点は(±1,0,2),正六角形の頂点は(1,0,2),(2,0,1),(2,1,0),(1,2,0),(0,2,1),(0,1,2)

にとることができる.

[3]内接条件

  菱形12面体大きくしていくと内接させることができる.そのとき,菱形の頂点を

  (0,0,3),(3/2,±3/2,3/2),(3,0,0)

にとる.

[4]体積比

 菱形12面体の体積は1辺の長さ3の立方体の2倍となる.

  2・3^3=54

 切頂八面体は(3,0)に頂点をもつ正八面体を辺の1/3のところで,切頂したものである.

  正八面体の体積:3^3/6・8=36

  切頂する四角錐の体積:1^3/6・4=2/3

  切頂八面体:36−2/3・6=32

 したがって,体積比は27:16となる.

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