■シャープの多面体木工(11)
【1】ねじれ準正多面体の生成(その1)
準正多面体の中で,最も例外的なものは2つのねじれ図形(ねじれ立方体とねじれ十二面体)である.ねじれ立方体は立方体を枠組みとして,正方形面が立方体の面上にあるようにして生成することができる.ねじれ十二体は正十二面体を枠組みとして,正五角形が正十二面体の面上にあるようにして生成することができる.
[補]この方程式は整数係数の3次方程式に帰着される.ゆえに,ねじれ準正多面体は定規とコンパスで作図可能ではない.
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【2】ねじれ準正多面体の生成(その2)
三角形ABCの各辺を1:λの比に順次内分した点D,E,Fとし,AD,BE,CFの2本ずつの交点が作る三角形PQRを仮に「縮小三角形」と呼ぶことにする.正三角形の縮小三角形は正三角形である.
[1]正二十面体(3,3,3,3,3)は,正四面体の縮小三角形(λ=1.618,黄金比)から生成される(ねじれ角:22.238°).
[2]ねじれ立方体(3,3,3,3,4)は,正八四面体の縮小三角形(λ=1.839)から生成される(ねじれ角:20.315°).
[3]ねじれ十二面体(3,3,3,3,5)は,正二十面体の縮小三角形(λ=1.943)から生成される(ねじれ角:19.517°).
それそれ(3,3,3,3,q)とすると,λは
λ^3− λ^2−λ−1−2cos(2π/q)=0
の根として計算できる.
[1]q=3 → λ^2−λ−1=0
[2]q=4 → λ^3−λ^2−λ−1=0
[3]q=5 → λ^3−λ^2−λ−φ=0
ねじれ角は
tanθ=√3/(1+2λ)
で与えられる.
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ねじれ立方体の場合、λ=1.839 (トリボナッチ定数)
1/3{3√(19+3√33)+3√(19−3√33)+1}=1.839・・・
0,0,1,1,2,4,7,13,24,44,・・・
この3根の積は1である。
(t,1/t,1)の巡回置換の形で頂点の座標が与えられる。
3!x8=48の組み合わせがあるが、
左手系と右手系があるから、その頂点数は24となる。
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6枚の正方形の頂点は
[(t,1,1/t),(t,-1/t,1),(t,-1,-1/t),(t,1/t,-1)]
[(-t,1/t,1),(-t,-1,1/t),(-t,-1/t,-1),(-t,1,-1/t)]
[(1/t,t,1),(1,t,-1/t),(-1/t,t,-1),(-1,t,1/t)]
[(1,-t,1/t),(1/t,-t,-1),(-1,-t,-1/t),(-1/t,-t,1)]
[(1,1/t,t),(-1/t,1,t),(-1,t,-1/t,t),(1/t,-1,t)]
[(1/t,1,-t),(-1,1/t,-t),(-1/t,-1,-t),(1,-1/t,-t)]
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