■球に内接するデルタ12面体(その7)

2通りの計算で体積は一致した。

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頂角41.4°として計算する

a=1, b=b,c=1,d=1,e=w,f=1

  (12Δ)^2=b^2w^2(4−b^2−w^2)→6Δ

a=1, b=w,c=1,d=1,e=w,f=1

  (12Δ)^2=w^4(4-2w^2)→Δ

v=.613747

4πr^3/3=1.48016

体積比0.414648・・・重六角錐0.413497より大きい

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a=1, b=b,c=1,d=r,e=r,f=r

  (12Δ)^2=4r^2b^2-b^4r^2-b^2

一方、球の体積は4πr^3/3

  (12Δ)^2=r^2(b^2)

         +b^2r^2(2-b^2)

         +r^2(b^2)

       −b^2

頂角41.4°として計算する

v=.612026・・・誤差はあるが正しい答えになっている

4πr^3/3=1.48016

となると、以下の計算には間違いないことになる。

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【3】デルタ20面体の体積

 ゴールドバーグのデルタ20面体の設計では,合同な4面体10個の組み合わせでデルタ20面体ができあがるようにみえるが,いざ作ってみると,10個の表面は繋がるのだが,あいだに空洞ができてしまうのである.中央に第11の四面体が必要で,第11の四面体で空洞を埋めると,デルタ20面体ができあがる(10+1).

 11個の四面体の辺の長さは1とhで,10個の四面体は1^5hで構成されるが,第11の四面体は1^4h^2である.10個の四面体は長さhの辺に1の辺が,第11の四面体は長さhの辺に長さh辺が対向して直交する四面体であるから,それぞれの体積はオイラーの公式より

  a=h,b=1,c=1,d=1,e=1,f=1

  v=(h^2(3−h^2))^1/2/6

  a=h,b=1,c=1,d=h,e=1,f=1

  v=(h^4(4−2h^2))^1/2/6

となる.

 したがって,

  V={10(h^2(3−h^2))^1/2+(h^4(4−2h^2))^1/2}/6

  h=0.142370 → V=0.000672

  h=0.654533 → V=0.126589

  h=0.984747 → V=0.232001

ゴールドバーグのデルタ20面体の体積はこの変形を通じて一定ではないのである.

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