多面体的几何参数与八次、十二次对称准晶

本文研究12n面体、4n面体和2n+2面体的几何参数.这些多面体诸顶点在x-y平面的设影均呈2n 次对称.当 n=4,6时得出8种多面体.期望它们可有助于用来研究新建发现的具有8次、12次对称的新准晶.     

为什么正多面体只有五种

我们知道,平面上的正多边形,可以有正三角形、正方形、正五边形、正六边形等等.对于任意一个正整数n,都有正n边形存在.平面上的多边形,类比到空间,就是多面体——由若干个平面多边形围成的封闭的空间图形.围成多面体的各个多边形叫多面体的面,两个面的公共边叫多面体的棱,棱和棱的公共点叫多面体的顶点.把多面体的任一面伸展成平面,如果其余的面都位于这个平面的同一侧,这样     

度量空間(續)

巴拿赫-达尔斯基定理从初等几何学中我們知道,若以某种方式分一多面体为几个多面体,并且重新排列这些部分多面体以組成一新多面体,則后者无論如何也不能放入原多面体的內部。在这个定理里关鍵在于,我們分原多面体为几个部分,它們也是多面体。似乎以为,若我們分一立方体为某一有限数目的集合,則在空间中不     

欧拉凸多面形定理和欧拉示性数

Ⅰ.凸多面形的欧拉定理 1.定理的敍述和来源象中学立体几何教科书中所說的,由若干个平面多边形所围成的封閉的立体叫作多面体。这些多边形的每一个叫作多面体的面,这些多边形的边和頂点分別叫作多面体的棱和頂点。当多面体在它的每一个面的平面的同一側,它就叫作凸多面体。凸多面体的表面叫作凸多面形,它的面、棱和頂点也就是凸多面形的面、棱和頂点。例如图1中的(一)到(四)都是凸多面形,图1中的(五)不是凸多面形。     

正多面体的相接关系

(一) 引言从后面的参考文献[1—3]中可获得下述有关知识: §1.正多面体的定义: 若一个凸多面体的各面是全等的正多边形,而且所有二面角部相等,就称为正多面体。§2.正多面体的存在和性质。正多面体有且只有五种:正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。     

简单多面体与球

1本单元重、难点分析本单元的重点是:多面体和凸多面体的概念,棱柱、棱锥的概念和性质,直棱柱和正棱锥的直观图的画法,正多面体,欧拉公式,球的概念和性质,球的体积和表面积.棱柱中重点研究的是三棱柱和平行六面体,其中的长方体(正方体)是建立空间概念培养空间想象能力的理想模型.棱锥中重点研究的是正棱锥和三棱锥,它们是许多空间几何问题的载体.棱柱和棱锥的性质是进行计算和证明的理论依据,必须掌握.欧拉公式描述了简单多面体的顶点数、面数和棱数之间的关系,是进行相关推理和计算的重要工具.球是一个特殊的几何体,它只有一个面(即球面),…     

用欧拉定理证明正多面体只有五种

三维空间中的正多面体只有五种,它们是:正四面体、立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体。我们可以用欧拉定理给出一个简单的证明。先简单叙述一下欧拉定理:简单多面体的顶点数(v)、面数(f)、边数(e)之间有关系v     

数学趣题

题目 1　空间中能否存在一种多面体 ,它有奇数个面 ,并且每个面又有奇数条边 ?解　设该多面体有ｎ个面 ,ｎ是奇数 ,这ｎ个面的边分别有ａ1,ａ2 ,… ,ａｎ 条 ,则这个多面体的总棱数为12 (ａ1+ａ2 +… +ａｎ) .因为ａ1,ａ2 ,… ,ａｎ 均为奇数 ,ｎ也为奇数 ,所以ａ1+ａ2 +… +ａｎ 为奇数 ,12 (ａ1+ａ2 +… +ａｎ)不为整数 ,产生矛盾 !说明这样的多面体不存在 .题目 2　古书上说 ,今有枯木一根直立地上 ,高二丈 ,周三尺 ,有葛藤自根均匀绕缠而上 ,七周而达其顶 ,问葛藤之长几何 ?(1丈 =1 0尺 )解　假设葛藤攀援而上的轨迹是一条螺旋线 (即自…     

欧拉公式及其应用

对于简单多面体来说,若顶点数为V,面数为F,棱数为E,则V F-E=2.这就是著名的欧拉定理,其关系式叫做欧拉公式.其中的常数f(p)=V F-E=2叫做简单多面体的欧拉示性数.欧拉公式揭示了简单多面体的顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间特有的规律.欧拉公式只适用于简单多面体,是计算和推理简单多面体问题的理论依据.例1将正方体的各棱三等分,经过三分之一分点,从正方体的8个角截去8个相同的小四面体,试验证截后的凸多面体符合欧拉公式.图1分析先弄清楚截去8个角后得到什么样的几何体,然后分类计算面数、顶点数与棱数.证明截去8个角后,原正方体的每…     

棱锥是凸多面体吗?

《立体几何》P75言:“所有的棱柱、棱锥、棱台指的都是凸多面体,图中的多面体不是凸多面体”。在教学中,学生提出疑问:图中的多面体符合棱锥的定义:“有一个面是多边形,其余各面是有一     

五体问题的中心构型及其相对平衡解

N体问题的中心构型非常重要,但它们的分类很复杂.本文讨论了一类菱形五体问题的中心构型及其相对平衡解,证明了菱形五体问题的相对平衡解的存在唯一性.     

这是多面体吗?

高中立体几何课本(甲种本)提到:除简单多面体外,还有不是简单多面体的多面体。例如将正方体挖去一个洞所得到的多面体。(图1)。这里有两个问题值得注意。第一,图1所示几何体是多面体吗? 按同一中学课本上的定义,“由若干个多边形所围成的几何体,叫做多面体。围成多面体的各个多边形叫做多面体的面。”由此,我们得知,多面体的各个面,都必须是平面多边形。现行中学几何课本第一册定义,“由一些线段首尾顺次连结组成的图形,叫做多边形。”按这个定义,图     

特殊多面体的笵形和同伦群

<正> 多面体的伦型鉴定问题,已经有过许多拓扑工作者的研究.J.H.C.Whitehead找到 A_n~2多面体的伦型和正则上同调环头(n=2)或正则上同调系统类(n>2)间的一一对应.他和 S.Machane 发见“三型”所对应的代数构造,于是引起(?)     

凸多面体中一个不等式的推广与证明

设Q是任意一个凸多面体,P_n是含于Q内的任意一个凸n面体.令L（Q）表示Q的所有棱的长度之和,我们从Frankl-Maehara-Nakashima的最新结果导出如下更一般的不等式: L(P_n)<（n/3)L(Q)从而推广和证明厂杨路先生提出的猜想.     

第十章 多面体和旋转体

§1 多面体的表面积和体积要点常见的多面体的概念和性质,多面体的表面积和体积的计算。例1 在一个平行六面体中,一个顶点上三条棱长分别是a、b、C,这三条棱中每两条所成角是60°,求平行六面体体积。     

利用欧拉定理探究C_(70),C_(84)分子结构问题

现行高中教科书第二册 (下B)利用欧拉定理已解决了正多面体的种类、C6 0 分子模型(多面体 )的构成问题 ,现在继续利用欧拉定理探究C6 0 的两种同素异形体C70 及C84 的分子结构问题 :已知C70 分子有与C6 0 分子类似的球状多面体结构 ,它有 70个顶点 ,每个顶点处有 3条棱 ,面的形状只有正五边形和正六边形 ,下面计算C70 中有多少个正五边形和正六边形 :设C70 分子正五边形和正六边形的个数分别为x个和y个 .C70 分子模型 (多面体 )的顶点数V =70 ,面数F =x + y ,棱数E =12 ( 3× 70 ) .根据欧拉定理 ,可得70 + (x + y) - 12 ( 3× 70 ) =…     

三棱锥外接球半径的求法溯源

<正>有关多面体的外接球在高考近十年中连续出现多次,特别是2016～2020年,每年都有考题涉及外接球问题,在2018年全国3卷理科第10题、文科第12题、2019年全国1卷理科第12题,居于选择题核心压轴位置.如果多面体存在外接球,那么在此多面体内能找到一个三棱锥,这个三棱锥的外接球与多面体是同一个外接球,     

自然体系与A_n~2多面体的伦型

<正> §1. 对于n>2时的A_n~2多面体,J.H.C.Whitehead利用他所介紹的上同調系統解决了按伦型分类的問題.他的結果如下: 两个A_n~2多面体K和L的伦型相同,其充要条件是它們的上同調系統正則同构.     

凸多面体欧拉定理的证明

<正>拓扑学是数学的一个分支,在二十世纪才成为一门独立的学科.但个别的拓扑问题欧拉早在十八世纪就开始研究了,著名的凸多面体的欧拉定理是第一个重要的拓扑学成果.定理对于任何凸多面体,设V是多面体的顶点数,F是面数,E是棱数,则     

“旅行者问题”对图论发展的历史作用及其教育价值——在高中校本课程中探究正多面体表面的哈密尔顿回路

<正>1前言正多面体也称为“柏拉图多面体”,它的历史可以追溯到古希腊时期.柏拉图(Plato,公元前427-347)在宇宙起源学说中将正四面体、正六面体、正八面体和正二十面体分别与火、土、气、水这四种元素相对应,而正十二面体由于具有每个面均为正五边形的特殊性,作为“第五种存在”(quintessence)²对应着宇宙.在欧几里得(Euclid,公元前330-260)的《几何原本》第13卷命题13-17中严谨地证明了如何在球内作这五种内接正多面体³,