■切稜多面体(その1)
【1】浅切稜多面体の計量
p角形面およびq稜頂点をもつ正多面体を,シュレーフリにしたがって
(p,q)
で表すことにしましょう.また,凸多面体の頂点,辺,面の数をそれぞれv,e,fとします.
多面体の浅切稜によって,辺は六角形面に,q本の辺の会する頂点はq角錐になります.一般に正多面体は(p,q),(v,e,f)で表されるわけですが,このことから,正多面体の切稜多面体(V,E,F)は
F=f+e
E=2e+qv
V=v+qv
で表されることがわかります.
たとえば,立方体では(p,q)=(4,3),(v,e,f)=(8,12,6)ですから,その切稜多面体は
F=18,E=48,V=32
となります.もちろん切稜後もオイラーの多面体公式
V−E+F=v−e+f=2
は成り立ちます.
一般の多面体では
Σpi=p1+・・・+pf=2e
Σqi=q1+・・・+qv=2e
正多面体では
pf=2e,qv=2e
となりますから,(V,E,F)を(v,e,f)だけで表すことにすれば
F=f+e
E=4e
V=v+2e
となります.
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【2】深切稜多面体の計量
ここでは,正多面体を面心まで最大限切稜することを考えます.その場合の切稜多面体(V,E,F)は
F=e
E=qv
V=v+f
で表されることがわかります.
たとえば,立方体では(p,q)=(4,3),(v,e,f)=(8,12,6)ですから,その切稜多面体は
F=12,E=24,V=14
となります(菱形12面体).
正四面体では(p,q)=(3,3),(v,e,f)=(4,6,4)ですから,その切稜多面体は
F=6,E=12,V=8
となります(立方体).
正四面体を深切稜すると立方体→立方体を深切稜すると菱形12面体
というラインができたわけでが,それでは・・・
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[Q]菱形12面体を面心まで切稜すると,どのような多面体ができるでしょうか?
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