■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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