■12面定理
1930年に開かれた第1回ワールドカップのでは12枚の長四角の革を6組に分けて立方体(位相幾何学的12面体)のように配置されていた.すなわち,初期のサッカーボールはバレーボール型であったが,1930年代にはもう一つ,立方体をもとにして,H型の革を6枚巧みに組み合わせたボールも使われていた.
1970年のメキシコ大会から切頂20面体型のデザインが変わった.これは20枚の正六角形と12枚の正五角形からなるが,シンメトリーな形をした革を1種類だけ使ったものではない.
2010年のサッカーワールドカップでは,切頂20面体型のサッカーボールとは違う形のボールが使われた.今後のワールドカップでは,ねじれ12面体(92面体)などが新しいさらに風変わりなサッカーボールの候補になりうると思われるが,いかがであろうか?
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[Q]サッカーボールに五角形面は何面あるか?
という問題はよく知られた問題である.どの頂点にも五角形面ひとつと六角形面ふたつが集まっている.五角形面の数をx,六角形面の数をyとすると,
頂点の数:v=(5x+6y)/3
辺の数: e=(5x+6y)/2
面の数: f=x+y
をオイラーの公式:v−e+f=2に代入すると,x=12となる.
それでは,
[Q]五角形面と六角形面で多面体を作る.五角形面は何面あるか?
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[補](v,e,f)が多面体となるための必要十分条件は
v−e+f=2
v≧4,f≧4
2e≧3v,2e≧3f
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