柏拉图立体

✍ dations ◷ 2025-03-04 05:28:33 #几何术语,多面体,多面体类型,柏拉图立体

在几何学中,凸正多面体,又称为柏拉图立体,是指各面都是全等的正多边形且每一个顶点所接的面数都是一样的凸多面体,是一种三维的正几何形状,符合这种特性的立体总共只有5种。在汉语文化中,正多面体通常是指只有5种的凸正多面体,然而在只讨论每面全等、每个个角等角且每条边等长的情况下,亦有其他多种几何结构存在,也称为正多面体。

正多面体的别称柏拉图立体是因柏拉图而命名的。柏拉图的朋友泰阿泰德告诉柏拉图这些立体,柏拉图便将这些立体写在《蒂迈欧篇》(Timaeus) 内。正多面体的作法收录《几何原本》的第13卷。在命题13描述正四面体的作法;命题14为正八面体作法;命题15为立方体作法;命题16则是正二十面体作法;命题17则是正十二面体作法。

判断正多面体的依据有三条

这三个条件都必须同时满足,否则就不是正多面体,比如五角十二面体,虽然和正十二面体一样是由十二个五角形围成的,但是由于它的各个顶角并不等价因此不是正多面体。

正多面体具有很高的对称形,每个正多面体是相似多面体所属点群中对称性最高的,对正多面体加以变化就会导致对称性下降,如正十二面体属于Ih点群,当它变化为五角十二面体的时候对称性也随之下降为Td群。

凸正多面体共有五个,均由古希腊人发现:(表中a为正多面体的边长)

体积: 1 12 2 a 3 {\displaystyle {1 \over 12}{\sqrt {2}}a^{3}} 、棱数 和面数 的性质都可以由每个面上的边(棱)的数目 和每个顶点出发的棱的数目 给出。由于每条棱有两个顶点又在两个面上,我们有

另一个关系是欧拉公式:

(这个不显然的事实可以通过多种途径证明。在几何拓扑中,这是因为球面的欧拉示性数是 2。)上面三个等式可以解出 , 和 :

注意交换 和 会交换 和 但 不变。

正多面体只有五种这个定理是一个经典结果。下面给出了两个证明。注意这两个证明都只证明了正多面体至多有五种,这五种的存在性需要靠构造给出。

下面的几何讨论和欧几里得在几何原本中给出的证明非常相似:

纯粹的拓扑证明可以只利用正多面体的性质.关键在于 V E + F = 2 {\displaystyle V-E+F=2} 和 必须大于等于 3,我们可以容易地找到所有五组 (, ):

相关

  • 国际健康功能与身心障碍分类系统国际健康功能与身心障碍分类(英语:International Classification of Functioning, Disability, and Health,简称ICF),这项健康分类系统经过世界卫生组织九年的修订协调,终于在2001
  • 恶病质恶病体质(Cachexia)代表因疾病引起的体重减轻以及肌肉量减少,呈现衰落的状态,通常为癌症或艾滋病等严重疾病引起的并发症。
  • 本杰明·富兰克林本杰明·富兰克林 FRS FRSE(英语:Benjamin Franklin,1706年1月17日-1790年4月17日),出生于美国麻省波士顿,美国博学家、开国元勋之一。他是杰出的政治家、外交家、科学家、发明家,同
  • 磨刀石磨刀石,又称砥砺、砺石,是一种工具。刀具经使用后刀锋易变钝,需在磨刀石上来回拉动磨利。其材质分有金刚石、氧化锆等等。磨刀也属于一种技术,没有经过一定的练习,易使金属部分过
  • PMIDPMID(PubMed唯一标识码,PubMed Unique Identifier),用于为PubMed搜索引擎中收录的生命科学和医学等领域的文献编号。截至2010年,超过1千9百万有关生命科学和医学的文献、书籍等已
  • 膀胱镜膀胱镜是内窥镜的一种,膀胱镜检查进行时,往往伴随着局部麻醉。有必要的话,医生会使用全身麻醉。 通常,膀胱镜的主体是一根光学纤维,纤维的直径在大约9毫米以内,顶端有一个光源。膀
  • span class=nowrapKsub3/subPOsub4/sub/span>磷酸钾是钾的磷酸盐,化学式为K3PO4,常见无水物和一水合物。磷酸钾可由磷酸铵((NH4)3PO4)和氯化钾(KCl)的复分解反应制得,溶解度较小的一者将沉淀:氢氧化钾和磷酸或磷酸二氢钾的反应
  • 提刑按察使司提刑按察司是元朝(至元二十八年后改肃政廉访司)、明朝(改称提刑按察使司)、清朝(改称按察使司)三代设立在省一级的司法部门,主管一省的刑名、诉讼事务。明清时是中央监察机关——都
  • 黎倩仪黎倩仪(英语:Jessica Chienyi Lee),女性,中华民国外交官。毕业于天主教辅仁大学法律学系法学士、圣母大学法学院法学硕士,后赴哈佛大学肯尼迪学院高阶文官班、亚太安全研究中心(英
  • 邹奭驺奭(?-?),中国战国齐国稷下学宫学者,采用邹衍学说入自己之文,人称雕龙奭。受到齐王的赏识,在稷下学宫与慎到、田骈齐名。齐王为他们修建豪宅。驺奭著《驺奭》12篇,归属阴阳家。