柏拉图立体

✍ dations ◷ 2025-12-02 01:25:44 #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

  • 埃奥利群岛埃奥利群岛(意大利语:Isole Eolie,西西里语:Ìsuli Eoli),又名利帕里群岛(Lipari Islands)是位于西西里岛北侧第勒尼安海中的火山群岛,得名于半神半人的风神埃俄罗斯。埃奥利群岛在夏
  • 内尔厄温·内尔(德语:Erwin Neher,1944年3月20日-),德国生物物理学家。1991年,获得诺贝尔生理学或医学奖。内尔出生在巴伐利亚的莱希河畔兰茨贝格,1963年至1966年其间于慕尼黑工业大学学
  • 义大客运义大汽车客运股份有限公司(英语:E-DA BUS),简称:义大客运,是高雄市一家客运公司,主要行驶高雄市公车,成立于2010年,目前为义联集团旗下的子公司之一。义大世界开幕后,相关设施完成,当地
  • 暗物质粒子探测卫星暗物质粒子探测卫星(英语:DArk Matter Particle Explorer,简称DAMPE),命名为“悟空”,是中国第一个空间望远镜,用于探测暗物质,由中科院花费1亿美元研制。悟空于2015年12月17日在酒
  • ɻ卷舌近音或称卷舌无擦通音属于近音。许多澳洲原住民之语言亦有此音。当符号成对出现时,左边的是清音,右边的是浊音。阴影区域表示被认为是不可能的发音。
  • 曼谷邮报曼谷邮报(Bangkok Post)是泰国的5份英语报纸之一,主要在曼谷发行。是曼谷最主要的英语报纸,目前总编辑是哥维(Kowit Sanandang)。该报自1999年起,每年都提供半年份的泰国经济报告。
  • 喻三归匣喻三归匣为曾运乾所提出之音韵学概念。曾运乾在《喻母古读考》中提出:“喻于二母(近人分喻母三等为于母)本非影母浊声:于母古隶牙声匣母,喻母古隶舌声定母。”意思是上古没有喻三
  • 三立iNEWS三立iNEWS(英语:SET iNEWS Channel)是三立电视旗下的财经新闻频道,于2011年5月3日开播,是三立电视第五个开播的频道,姊妹台频道为三立新闻台。原名三立财经台,2017年6月26日晚间六
  • 金玟金玟(韩语:김민,1973年6月8日-),韩国女演员。曾演出舞台剧。当过韩国著名电视台如KBS、SBS、ITV记者。做过韩国KBS娱乐新闻节目中的“Hollywood Reporter”单元主持。于1998年演出
  • 东营港东营港,位于山东省东营市河口区仙河镇的黄河入海口北约50公里处,是东营市的主要港口,现港区建有“东营港经济技术开放区”。东营港是环渤海地区近年来兴起的海港之一,始建于20世