史特芬十四面体

✍ dations ◷ 2025-07-03 11:29:47 #史特芬十四面体

史特芬十四面体是一种弹性多面体,由克劳斯·史特芬(德语:Klaus Steffen)于1978年发现:244-247。这种多面体基于布里卡尔八面体(英语:Bricard octahedron)但没有自相交的面。这个多面体一共有14个三角形面,是最简单的由非相交面组成的弹性多面体。其遵循强波纹管猜想(strong bellows conjecture),这意味着其登不变量(英语:Dehn invariant)在形变过程皆保持不变。

史特芬十四面体由14个面、21条边和9个顶点组成。其6个面又可以分成2个子群:来自布里卡尔八面体(英语:Bricard octahedron)的6个三角形组,以及将这些三角形组拼起来的另外两个三角形。

史特芬十四面体的顶点座标为:

其中 x {displaystyle x} r {displaystyle r} 可透过下列方程组得出:

p 5 {displaystyle p_{5}} p 6 {displaystyle p_{6}} p 7 {displaystyle p_{7}} 皆是未知数,其可由下列方程组得出:

p 8 {displaystyle p_{8}} p 9 {displaystyle p_{9}} 亦是未知数,分别可由下列两组方程组得出:

构成史特芬十四面体的14个三角形分别为 p 1 p 2 p 3 {displaystyle triangle {p_{1}}{p_{2}}{p_{3}}} p 7 p 3 p 2 {displaystyle triangle {p_{7}}{p_{3}}{p_{2}}} p 1 p 4 p 2 {displaystyle triangle {p_{1}}{p_{4}}{p_{2}}} p 2 p 4 p 5 {displaystyle triangle {p_{2}}{p_{4}}{p_{5}}} p 2 p 5 p 7 {displaystyle triangle {p_{2}}{p_{5}}{p_{7}}} p 1 p 6 p 4 {displaystyle triangle {p_{1}}{p_{6}}{p_{4}}} p 4 p 6 p 5 {displaystyle triangle {p_{4}}{p_{6}}{p_{5}}} p 5 p 6 p 7 {displaystyle triangle {p_{5}}{p_{6}}{p_{7}}} p 6 p 8 p 7 {displaystyle triangle {p_{6}}{p_{8}}{p_{7}}} p 6 p 9 p 8 {displaystyle triangle {p_{6}}{p_{9}}{p_{8}}} p 1 p 9 p 6 {displaystyle triangle {p_{1}}{p_{9}}{p_{6}}} p 3 p 7 p 8 {displaystyle triangle {p_{3}}{p_{7}}{p_{8}}} p 3 p 8 p 9 {displaystyle triangle {p_{3}}{p_{8}}{p_{9}}} p 1 p 3 p 9 {displaystyle triangle {p_{1}}{p_{3}}{p_{9}}}

根据波纹管定理,多面体的体积必为多项式的根,多项式的系数仅取决于多面体的边长。由于边长不会随着多面体的变形过程改变,因此体积必须保持在多项式的有限个根之一,而不会连续变化,因此史特芬十四面体在不同的变化状态下体积皆保持不变。以上述顶点座标描述的史特芬十四面体为例,虽然其有不少顶点是可变的值,其在所有变化状态下的体积皆为定值,其值约为200.777立方单位。:6

相关

  • 贾思勰贾思勰(?-?),齐郡益都县(今山东省寿光市西南),北魏农学家,官至高阳郡太守(今山东省淄博市临淄区一带)。他精通农业科学,在复兴由于战乱而荒废的华北农业时,将旱地农业技术体系化,于北魏末年
  • 鸟母鸟母,又称婆者、婆姐、婆祖,为华人信奉的女神,专责保佑幼童,是七星娘娘、临水夫人、注生娘娘等神祇的从神,传说其鸟首人身,或者人身而附有羽翼,故称“鸟母”,有四位、六位、十二位、
  • 道卡斯族道卡斯族(道卡斯语:Taukat,英语:Taokas)为台湾原住民之族群之一,因政权更迭而被归类于平埔族群,此名称为日本学者伊能嘉矩所命名,又名斗葛族,闽南语音近于大甲(白话字:Tāi-kah),故又称大
  • 人中人中(拉丁语:philtrum;字源于古希腊语:φίλτρον,意为“爱的部分”)是解剖学上的一个名词,又称上巴。指上颚骨左右两部分在鼻下接合的部分。中国传统针灸在人中有人中穴,属于督
  • 单室学校单室学校曾是19世纪末、20世纪初美国和澳大利亚乡村常见的学校,只有一个课室。在大部分村落和小镇学校,所有学生都在同一课室学习,一个老师教授基本科目如阅读、书写和算术。单
  • 第一大马远景策划纲要第一大马远景策划纲要(英文:THE FIRST OUTLINE PERSPECTIVE PLAN,简称OPP 1)是马来西亚于1971年至1990年执行的经济政策,为期二十年。 新经济政策就是处于本经济政策时期。OPP 1
  • 互惠性相互性(英语:reciprocity)是一个社会心理学的概念,指一个正面的行为作出后带来另一个正面的行为,来奖励其行为。他人的友善带来人们反应更友好、更乐意合作。相反,向他人显示敌对
  • 帕纳加尔帕纳加尔(Panagar),是印度中央邦贾巴尔普尔县的一个城镇。总人口25143(2001年)。该地2001年总人口25143人,其中男性13086人,女性12057人;0—6岁人口3621人,其中男1825人,女1796人;识字
  • 博物馆站 (布拉格地铁)博物馆站(捷克语:Muzeum)是布拉格地铁的一个车站,也是布拉格地铁A线和布拉格地铁C线的交会车站,靠近布拉格国家博物馆。C线车站开业于1974年,长194米(636英尺),深10米(33英尺)。A线车站
  • 汤姆·庞巴迪汤姆·庞巴迪(Tom Bombadil)是托尔金奇幻小说的虚构角色,他在托尔金1954年至1955年出版的叙事史诗小说《魔戒》里登场,在《魔戒》第一部《护戒使者》里,佛罗多·巴金斯等人在老林遇见汤姆·庞巴迪。汤姆·庞巴迪亦在1962年出版的《汤姆·庞巴迪历险记》登场,该诗书收录了霍比特人的诗歌,其中二首是有关汤姆·庞巴迪的诗歌。托尔金创造了汤姆·庞巴迪这个角色以纪念他孩子的荷兰洋娃娃,并写了一些关于汤姆·庞巴迪的轻松儿童诗歌。托尔金将他想象为大自然的灵魂,在托尔金的在世时期,英国的郊野开始减少。1934年