■基本単体の二面角(その237)

 2種類の立体による代表的な空間充填立体というと

[1]正四面体+正八面体

[2]立方八面体+正八面体

 正四面体と正八面体の基本単体を糊付けすると,立方体の24等分体ができる.ここでは,立方八面体と正八面体の場合について調べてみたい.

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 原正八面体の頂点座標を(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)にとり,第1象限だけを考える.

  原点(0,0,0)

  1次元面の中心(1/2,1/2,0)

  2次元面の中心(1/3,1/3,1/3)

切頂により,

  (1/2,0,0)

  (1/2,0,1/2)

が加わる.

 これを等分すると,立方八面体の頂点座標は

  P0(0,0,0)

  P1(1/2,1/2,0)

  P2(1/3,1/3,1/3)

  P3(1/2,1/4,1/4)

P1P2P3面に正八面体の基本単体が糊付けされることになる.

 正八面体の基本単体は

  1,1/√3,√(2/3)

である.1に相当するのがP1P3^2=1/8であるから,P0P2の延長線上に長さ√(2/3)・√(1/8)=1/√12の点P4を設ける.原点からの距離は

  1/√3+1/√12=3/√12=α

  α/√3=1/2

 求める基本単体は

  P0(0,0,0)

  P1(1/2,1/2,0)

  P4(1/2,0,0)

  P5(1/2,1/2,1/2)

  P0P1^2=1/2,P0P4^2=1/4,P0P5^2=3/4

  P1P4^2=1/4,P1P5^2=1/4

  P4P4^2=1/2

 この四面体の辺の長さは

  √2,1,√3,1,1,√2

4面は直角三角形である.

 これは(1,1,1)で立方体の基本単体と等しい.

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