Dodecaedrul Bilinsky

Dodecaedrul Bilinsky

( model rotativ )
Proprietăți convex , zonoedru
Combinatorică
Elemente
12 fețe
24 muchii
14 vârfuri
X  = 2
Fațete 12 diamante
Configurația vârfurilor 4+4(4.4.4)
4+2(4.4.4.4)
Clasificare
Grupul de simetrie D2h _
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Dodecaedrul lui Bilinsky [1] este un poliedru ( zonoedru ) compus din 12 romburi de aur identice .

Este izomorf din punct de vedere topologic cu dodecaedrul rombic , dar, spre deosebire de acesta, nu este izoedric (deși toate fețele sale sunt, de asemenea, congruente ) și are un grup de simetrie diferit .

Fețele dodecaedrului Bilinsky sunt romburi cu raportul diagonalelor egal cu raportul de aur ; ele sunt ceva mai alungite decât fețele dodecaedrului rombic, care sunt romburi cu raportul diagonalelor.

Are 14 vârfuri. La 2 vârfuri , patru fețe converg cu colțurile lor ascuțite; la 4 vârfuri trei fețe converg cu unghiuri obtuze; în 4 vârfuri converg o faţă cu unghi ascuţit şi două obtuze; în 4 vârfuri trei fețe converg cu colțuri ascuțite și una obtuză.

Dodecaedrul Bilinsky are 24 de muchii de lungime egală. Cu 12 muchii (adiacent vârfurilor marcate cu roșu în figură ), unghiurile diedrice sunt egale cu 8 muchii (între vârfurile verzi și albastre ) - cu 4 muchii (între vârfurile negre și verzi ) -

În coordonate

Dodecaedrul Bilinsky poate fi plasat în sistemul de coordonate carteziene astfel încât vârfurile sale să aibă coordonate

În acest caz, centrul de simetrie al poliedrului va coincide cu originea, trei axe de simetrie vor coincide cu axele Ox, Oy și Oz, iar trei plane de simetrie vor coincide cu planele xOy, xOz și yOz.

Caracteristici metrice

Dacă dodecaedrul Bilinsky are o muchie de lungime , suprafața și volumul său sunt exprimate ca

Istorie

Pentru prima dată acest poliedru se găsește sub denumirea de „dodecarombe” în 1752 într-o ilustrație din cartea matematicianului englez John Lodge Cowley [2] [3] .

A fost redescoperit în 1960 de matematicianul croat Stanko Bilinsky [4] , care l-a numit „un dodecaedru rombic de al doilea fel” [5] . Descoperirea lui Bilinsky a umplut un gol care a rămas neobservat timp de 75 de ani în clasificarea poliedrelor convexe cu fețe rombice congruente, descrisă de Evgraf Fedorov [6] .

Harold Coxeter într-o lucrare din 1962 [7] a afirmat în mod eronat că dodecaedrul Bilinsky poate fi obținut printr -o transformare afină a dodecaedrului rombic. Această afirmație este falsă [6] .

Dovada Luați în considerare două segmente din ilustrațiile de mai sus: diagonala poliedrului care leagă două vârfuri albastre și diagonala feței care leagă vârful roșu de verde . În dodecaedrul Bilinsky, aceste segmente nu sunt paralele, dar în dodecaedrul rombic, segmentele corespunzătoare acestora sunt paralele. Și din moment ce transformarea afină păstrează paralelismul segmentelor, este imposibil să se obțină un poliedru din altul folosind expansiuni și contracții afine.

Note

  1. W. Ball, G. Coxeter . Eseuri de matematică și divertisment. — M.: Mir, 1986. — P. 157.
  2. John Lodge Cowley. Geometrie ușoară; Sau, o explicație nouă și metodică a elementelor de geometrie. - Londra, 1752. - Planşa 5, Fig. 16.
  3. Hart, George W. (2000), A color-matching dissection of the rhombic enneacontahedron , Symmetry: Culture and Science vol. 11 (1–4): 183–199 , < http://www.georgehart.com/dissect -re/disect-re.htm >  . ( Arhivat 1 octombrie 2015 la Wayback Machine )
  4. Bilinski, S. (1960), Uber die Rhombenisoeder, Glasnik Mat. Fiz. Astr. T. 15: 251–263  .
  5. Cromwell, Peter R. (1997), Polyhedra: One of the most charming chapters of geometry , Cambridge: Cambridge University Press , p. 156, ISBN 0-521-55432-2 , < https://books.google.com/books?id=OJowej1QWpoC&pg=PA156 >  .
  6. 1 2 Grünbaum, Branko (2010), The Bilinski dodecahedron and sorted parallelohedra, zonohedra, monohedra, isozonohedra, and otherhedra , The Mathematical Intelligencer vol . 32 (4): 5–15 , DOI 10.1002-807-3-801/s  .
  7. Coxeter, HSM (1962), The classification of zonohedra by means of projective diagrams, Journal de Mathématiques Pures et Appliquées vol. 41: 137–156  .

Link -uri