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二十四面體

行進 22, 2024

在幾何學中，二十四面體是指有24個面的多面體[3]，在二十四面體當中沒有任何一個形狀是正多面體，換言之即正二十四面體並不存在，但仍有許多由正多邊形組成的二十四面體，例如三側錐正十二面體（英语：Triaugmented dodecahedron）和五角錐球狀屋頂，也有一些接近球狀但並非由正多邊形組成的二十四面體，其中對稱性較高的是三角化八面體和鳶形二十四面體等卡塔蘭立體、對稱性較低的是部分詹森多面體的對偶多面體，例如雙四角帳塔反角柱（英语：Gyroelongated square bicupola）的對偶和異相雙四角帳塔柱的對偶。此外要構成二十四面體至少要有14個頂點[4]。

二十四面體
部分的二十四面體

一種星形二十四面體[1][2]
四角化六面體

偽鳶形二十四面體（英语：Pseudo-deltoidal icositetrahedron）
三側錐正十二面體

常見的二十四面體 编辑

常見的二十四面體中有一些柱體與錐體以及部份的詹森多面體和卡塔蘭立體。

二十三角錐 编辑

二十三角錐是一種底面為二十三邊形的錐體，為二十四面體的一種，具有24個面、46條邊和24個頂點，其對偶多面體是自己本身[5]。正二十三角錐是一種底面為正二十三邊形的二十三角錐，在施萊夫利符號中可以用{}∨{23}來表示。底邊長為 、高為 的正二十三角錐體積 和表面積 為[5]：

 
 

二十二角柱 编辑

二十二角柱是一種底面為二十二邊形的柱體，是二十四面體的一種，由24個面和66條邊和44個頂點組成。正二十二角柱代表每個面都是正多邊形的二十二角柱，其每個頂點都是2個正方形和1個二十二邊形的公共頂點，頂點圖以 表示。其在施萊夫利符號中可以用{22}×{}或t{2,22}來表示，在考克斯特符號（英语：Coxeter-Dynkin diagram）中可以用      來表示，在威佐夫符號（英语：Wythoff symbol）中可以利用2 22 | 2來表示，在康威多面體表示法中可以利用P22來表示。底邊長為 、高為 的正二十二角柱體積 和表面積 為[6]：

 
 

十一角反稜柱 编辑

 
十一角反稜柱

十一角反稜柱是指底面為十一邊形的反稜柱，由24個面、44條邊和22個頂點組成。正十一角反稜柱代表每個面都是正多邊形的十一角反稜柱，其每個頂點都是3個三角形和1個十一邊形的公共頂點，頂點圖以3.3.3.11表示。

十二方偏方面體 编辑

十二方偏方面體是一種以十二邊形為底的偏方面體，由24個全等的鳶形組成，為十二角反角柱的對偶多面體[7]，同時也是鳶形多面體，是偏方面體系列的第十個成員。所有十二方偏方面體都有24個面、48條邊和26個頂點[7]，其中，頂點有兩種，分別為12個鳶形的公共頂點和3個鳶形的公共頂點。

十二方偏方面體是一個等面圖形，即面可遞多面體，其所有面都相等。更具體來說，其不僅所有面都全等，且面與面必須能在其對稱性上傳遞，也就是說，面必須位於同一個對稱性軌道內。這種凸多面體是能做成公正的骰子的形狀。[8]

十二方偏方面體在施萊夫利符號中可以用{ }⨁{12}來表示，在考克斯特符號中可以用      或     來表示，在康威多面體表示法中可以用dA12來表示。

詹森多面體 编辑

在二十四面體中，有2個是詹森多面體，它們分別為：五角錐球狀屋頂和三側錐正十二面體（英语：Triaugmented dodecahedron）。

名稱 種類 圖像 編號 頂點 邊 面 面的種類 對稱性 展開圖
五角錐球狀屋頂 球狀屋頂變體   J90 16 38 24 20個正三角形 
4個正方形  		D2d  
三側錐正十二面體（英语：Triaugmented dodecahedron） 側錐正多面體   J61 23 45 24 15個正三角形 
9個五邊形  		C3v  

卡塔蘭立體 编辑

主条目：卡塔蘭立體

在二十四面體中，有5種拓樸結構明顯不同的卡塔蘭立體[9]，分別為三角化八面體、四角化六面體、鳶形二十四面體和五角化二十四面體，其中五角化二十四面體具有2個手性鏡像，因此幾何上只包含了四種不同的卡塔蘭立體。

名稱 圖像 展开图 對偶 面 邊 頂點 頂點布局 點群
三角化八面體  
(動畫) 		  截角立方體 24 36 14 等腰三角形
V3.8.8 		Oh群
四角化六面體  
(動畫) 		  截角八面體 24 36 14 等腰三角形
V4.6.6 		Oh群
鳶形二十四面體  
(動畫) 		  小斜方截半立方體 24 48 26 鳶形
V3.4.4.4 		Oh群
五角二十四面體
(有兩種手性鏡像) 		 
(動畫)
 
(動畫) 		  扭稜立方體 24 60 38 不等邊五邊形
V3.3.3.3.4 		O群

均勻星形多面體 编辑

部分的均勻星形多面體也具有24個面：

名稱 圖像 威佐夫
符號（英语：Wythoff symbol）		 頂點圖 對稱性 C# W# U# K# 頂點 邊 面 歐拉 密度（英语：Density_(polytope)） 面種類
雙三斜十二面體   3 | 5/3 5  
(5/3.5)3		 Ih C53 W080 U41 K46 20 60 24 -16 4 12{5}+12{5/2}
截半大十二面體   3 | 5/3 5  
(5/3.5)3		 Ih C53 W080 U41 K46 20 60 24 -16 4 12{5}+12{5/2}
截角大十二面體   2 5/2 | 5  
10.10.5/2		 Ih C47 W075 U37 K42 60 90 24 -6 3 12{5/2}+12{10}
小星形截角十二面體   2 5 | 5/3  
10/3.10/3.5		 Ih C74 W097 U58 K63 60 90 24 -6 9 12{5}+12{10/3}

二十四面體列表 编辑

名稱 種類 圖像 符號 頂點 邊 面 χ 面的種類 對稱性 展開圖
二十二角柱 稜柱體 t{2,22}
{22}x{}
       		44 66 24 2 2個二十二邊形（英语：Icosidigon）
22個矩形 		D22h, [22,2], (*22 2 2), order 88
二十三角錐 稜錐體 ( )∨{23} 24 46 24 2 1個二十三邊形（日语：二十三角形）
23個三角形 		C23v, [23], (*23 23)
二十二角錐台 錐台 44 66 24 2 2個二十二邊形
22個梯形 		D22h, [22,2], (*22 2 2), order 88
雙十二角錐 雙錐體 { } + {12}
      		14 36 24 2 12個三角形  D12h, [12,2], (*2 2 12), order 48
十二方偏方面體 偏方面體   { }⨁{12}[10]:235 26 48 24 2 24個鷂形 D12d, [2+,12], (2*12)
十一角反稜柱 反稜柱   s{2,22}
sr{2,11}
      
      		22 44 24 2 2個十一邊形
22個三角形 		D11d, [2+,22], (2*11), order 44
十一角帳塔 帳塔 33 55 24 2 11個正三角形 
11個正方形 
1個正十一邊形 
1個正二十二邊形  		D11d, [2+,22], (2*11), 44階
異相雙四角
帳塔柱的對偶

偽鳶形二十四面體[11]		 詹森多面體對偶   26 48 24 2 24個鳶形  D4d  

參見 编辑

參考文獻 编辑

  1. ^ Isohedron 24k. loki3.com. [2016-08-29]. （原始内容于2019-02-18）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  2. ^ The Isometric Crystal System. metafysica.nl. [2016-08-29]. （原始内容于2018-11-29）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ Weisstein, Eric W. (编). Icositetrahedron. at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. （英语）. 
  4. ^ Counting polyhedra. numericana.com. [2016-01-10]. （原始内容于2020-08-20）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  5. ^ 5.0 5.1 Wolfram, Stephen. "Icositrigonal pyramid". from Wolfram Alpha: Computational Knowledge Engine, Wolfram Research （英语）. 
  6. ^ Wolfram, Stephen. "Icosidigonal prism". from Wolfram Alpha: Computational Knowledge Engine, Wolfram Research （英语）. 
  7. ^ 7.0 7.1 Wolfram, Stephen. "12-trapezohedron". from Wolfram Alpha: Computational Knowledge Engine, Wolfram Research （英语）. 
  8. ^ McLean, K. Robin, Dungeons, dragons, and dice, The Mathematical Gazette, 1990, 74 (469): 243–256, JSTOR 3619822, doi:10.2307/3619822 .
  9. ^ Eugène Catalan Mémoire sur la Théorie des Polyèdres. J. l'École Polytechnique (Paris) 41, 1-71, 1865.
  10. ^ Johnson, N.W. Chapter 11: Finite symmetry groups. Geometries and Transformations. 2018. ISBN 978-1-107-10340-5. 
  11. ^ George Hart. pseudo-rhombicuboctahedra. georgehart.com. [2017-07-22]. （原始内容于2012-12-08）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部連結 编辑

行進 22, 2024
二十四面體, 在幾何學中, 是指有24個面的多面體, 在當中沒有任何一個形狀是正多面體, 換言之即正並不存在, 但仍有許多由正多邊形組成的, 例如三側錐正十二面體, 英语, triaugmented, dodecahedron, 和五角錐球狀屋頂, 也有一些接近球狀但並非由正多邊形組成的, 其中對稱性較高的是三角化八面體和鳶形等卡塔蘭立體, 對稱性較低的是部分詹森多面體的對偶多面體, 例如雙四角帳塔反角柱, 英语, gyroelongated, square, bicupola, 的對偶和異相雙四角帳塔柱的對偶, . 在幾何學中 二十四面體是指有24個面的多面體 3 在二十四面體當中沒有任何一個形狀是正多面體 換言之即正二十四面體並不存在 但仍有許多由正多邊形組成的二十四面體 例如三側錐正十二面體 英语 Triaugmented dodecahedron 和五角錐球狀屋頂 也有一些接近球狀但並非由正多邊形組成的二十四面體 其中對稱性較高的是三角化八面體和鳶形二十四面體等卡塔蘭立體 對稱性較低的是部分詹森多面體的對偶多面體 例如雙四角帳塔反角柱 英语 Gyroelongated square bicupola 的對偶和異相雙四角帳塔柱的對偶 此外要構成二十四面體至少要有14個頂點 4 二十四面體 部分的二十四面體一種星形二十四面體 1 2 四角化六面體偽鳶形二十四面體 英语 Pseudo deltoidal icositetrahedron 三側錐正十二面體 目录 1 常見的二十四面體 1 1 二十三角錐 1 2 二十二角柱 1 3 十一角反稜柱 1 4 十二方偏方面體 1 5 詹森多面體 1 6 卡塔蘭立體 1 7 均勻星形多面體 1 8 二十四面體列表 2 參見 3 參考文獻 4 外部連結常見的二十四面體 编辑常見的二十四面體中有一些柱體與錐體以及部份的詹森多面體和卡塔蘭立體 二十三角錐 编辑 二十三角錐是一種底面為二十三邊形的錐體 為二十四面體的一種 具有24個面 46條邊和24個頂點 其對偶多面體是自己本身 5 正二十三角錐是一種底面為正二十三邊形的二十三角錐 在施萊夫利符號中可以用 23 來表示 底邊長為s displaystyle s nbsp 高為h displaystyle h nbsp 的正二十三角錐體積V displaystyle V nbsp 和表面積S displaystyle S nbsp 為 5 V 23 h s 2 cot p 23 12 13 9448 h s 2 displaystyle V frac 23hs 2 cot frac pi 23 12 approx 13 9448hs 2 nbsp S 23 s 4 h 2 s 2 cot 2 p 23 s cot p 23 4 5 75 s 4 h 2 52 9335 s 2 7 27554 s displaystyle S frac 23s left sqrt 4h 2 s 2 cot 2 frac pi 23 s cot frac pi 23 right 4 approx 5 75s left sqrt 4h 2 52 9335s 2 7 27554s right nbsp 二十二角柱 编辑 二十二角柱是一種底面為二十二邊形的柱體 是二十四面體的一種 由24個面和66條邊和44個頂點組成 正二十二角柱代表每個面都是正多邊形的二十二角柱 其每個頂點都是2個正方形和1個二十二邊形的公共頂點 頂點圖以4 4 22 displaystyle 4 4 22 nbsp 表示 其在施萊夫利符號中可以用 22 或t 2 22 來表示 在考克斯特符號 英语 Coxeter Dynkin diagram 中可以用 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 來表示 在威佐夫符號 英语 Wythoff symbol 中可以利用2 22 2來表示 在康威多面體表示法中可以利用P22來表示 底邊長為s displaystyle s nbsp 高為h displaystyle h nbsp 的正二十二角柱體積V displaystyle V nbsp 和表面積S displaystyle S nbsp 為 6 V 11 h s 2 cot p 22 2 38 2533 h s 2 displaystyle V frac 11hs 2 cot frac pi 22 2 approx 38 2533hs 2 nbsp S 11 s 2 h s cot p 22 11 s 2 h 6 95515 s displaystyle S 11s left 2h s cot frac pi 22 right approx 11s left 2h 6 95515s right nbsp 十一角反稜柱 编辑 nbsp 十一角反稜柱十一角反稜柱是指底面為十一邊形的反稜柱 由24個面 44條邊和22個頂點組成 正十一角反稜柱代表每個面都是正多邊形的十一角反稜柱 其每個頂點都是3個三角形和1個十一邊形的公共頂點 頂點圖以3 3 3 11表示 十二方偏方面體 编辑 十二方偏方面體是一種以十二邊形為底的偏方面體 由24個全等的鳶形組成 為十二角反角柱的對偶多面體 7 同時也是鳶形多面體 是偏方面體系列的第十個成員 所有十二方偏方面體都有24個面 48條邊和26個頂點 7 其中 頂點有兩種 分別為12個鳶形的公共頂點和3個鳶形的公共頂點 十二方偏方面體是一個等面圖形 即面可遞多面體 其所有面都相等 更具體來說 其不僅所有面都全等 且面與面必須能在其對稱性上傳遞 也就是說 面必須位於同一個對稱性軌道內 這種凸多面體是能做成公正的骰子的形狀 8 十二方偏方面體在施萊夫利符號中可以用 12 來表示 在考克斯特符號中可以用 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 或 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 來表示 在康威多面體表示法中可以用dA12來表示 詹森多面體 编辑 在二十四面體中 有2個是詹森多面體 它們分別為 五角錐球狀屋頂和三側錐正十二面體 英语 Triaugmented dodecahedron 名稱 種類 圖像 編號 頂點 邊 面 面的種類 對稱性 展開圖五角錐球狀屋頂 球狀屋頂變體 nbsp J90 16 38 24 20個正三角形 nbsp 4個正方形 nbsp D2d nbsp 三側錐正十二面體 英语 Triaugmented dodecahedron 側錐正多面體 nbsp J61 23 45 24 15個正三角形 nbsp 9個五邊形 nbsp C3v nbsp 卡塔蘭立體 编辑 主条目 卡塔蘭立體 在二十四面體中 有5種拓樸結構明顯不同的卡塔蘭立體 9 分別為三角化八面體 四角化六面體 鳶形二十四面體和五角化二十四面體 其中五角化二十四面體具有2個手性鏡像 因此幾何上只包含了四種不同的卡塔蘭立體 名稱 圖像 展开图 對偶 面 邊 頂點 頂點布局 點群三角化八面體 nbsp 動畫 nbsp 截角立方體 24 36 14 等腰三角形V3 8 8 Oh群四角化六面體 nbsp 動畫 nbsp 截角八面體 24 36 14 等腰三角形V4 6 6 Oh群鳶形二十四面體 nbsp 動畫 nbsp 小斜方截半立方體 24 48 26 鳶形V3 4 4 4 Oh群五角二十四面體 有兩種手性鏡像 nbsp 動畫 nbsp 動畫 nbsp 扭稜立方體 24 60 38 不等邊五邊形V3 3 3 3 4 O群均勻星形多面體 编辑 部分的均勻星形多面體也具有24個面 名稱 圖像 威佐夫符號 英语 Wythoff symbol 頂點圖 對稱性 C W U K 頂點 邊 面 歐拉 密度 英语 Density polytope 面種類雙三斜十二面體 nbsp 3 5 3 5 nbsp 5 3 5 3 Ih C53 W080 U41 K46 20 60 24 16 4 12 5 12 5 2 截半大十二面體 nbsp 3 5 3 5 nbsp 5 3 5 3 Ih C53 W080 U41 K46 20 60 24 16 4 12 5 12 5 2 截角大十二面體 nbsp 2 5 2 5 nbsp 10 10 5 2 Ih C47 W075 U37 K42 60 90 24 6 3 12 5 2 12 10 小星形截角十二面體 nbsp 2 5 5 3 nbsp 10 3 10 3 5 Ih C74 W097 U58 K63 60 90 24 6 9 12 5 12 10 3 二十四面體列表 编辑 名稱 種類 圖像 符號 頂點 邊 面 x 面的種類 對稱性 展開圖二十二角柱 稜柱體 t 2 22 22 x nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 44 66 24 2 2個二十二邊形 英语 Icosidigon 22個矩形 D22h 22 2 22 2 2 order 88二十三角錐 稜錐體 23 24 46 24 2 1個二十三邊形 日语 二十三角形 23個三角形 C23v 23 23 23 二十二角錐台 錐台 44 66 24 2 2個二十二邊形22個梯形 D22h 22 2 22 2 2 order 88雙十二角錐 雙錐體 12 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 14 36 24 2 12個三角形 nbsp D12h 12 2 2 2 12 order 48十二方偏方面體 偏方面體 nbsp 12 10 235 26 48 24 2 24個鷂形 D12d 2 12 2 12 十一角反稜柱 反稜柱 nbsp s 2 22 sr 2 11 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp 22 44 24 2 2個十一邊形22個三角形 D11d 2 22 2 11 order 44十一角帳塔 帳塔 33 55 24 2 11個正三角形 nbsp 11個正方形 nbsp 1個正十一邊形 nbsp 1個正二十二邊形 nbsp D11d 2 22 2 11 44階異相雙四角帳塔柱的對偶偽鳶形二十四面體 11 詹森多面體對偶 nbsp 26 48 24 2 24個鳶形 nbsp D4d nbsp 參見 编辑二十四邊形參考文獻 编辑 Isohedron 24k loki3 com 2016 08 29 原始内容存档于2019 02 18 页面存档备份 存于互联网档案馆 The Isometric Crystal System metafysica nl 2016 08 29 原始内容存档于2018 11 29 页面存档备份 存于互联网档案馆 Weisstein Eric W 编 Icositetrahedron at MathWorld A Wolfram Web Resource Wolfram Research Inc 英语 Counting polyhedra numericana com 2016 01 10 原始内容存档于2020 08 20 页面存档备份 存于互联网档案馆 5 0 5 1 Wolfram Stephen Icositrigonal pyramid from Wolfram Alpha Computational Knowledge Engine Wolfram Research 英语 Wolfram Stephen Icosidigonal prism from Wolfram Alpha Computational Knowledge Engine Wolfram Research 英语 7 0 7 1 Wolfram Stephen 12 trapezohedron from Wolfram Alpha Computational Knowledge Engine Wolfram Research 英语 McLean K Robin Dungeons dragons and dice The Mathematical Gazette 1990 74 469 243 256 JSTOR 3619822 doi 10 2307 3619822 Eugene Catalan Memoire sur la Theorie des Polyedres J l Ecole Polytechnique Paris 41 1 71 1865 Johnson N W Chapter 11 Finite symmetry groups Geometries and Transformations 2018 ISBN 978 1 107 10340 5 George Hart pseudo rhombicuboctahedra georgehart com 2017 07 22 原始内容存档于2012 12 08 页面存档备份 存于互联网档案馆 外部連結 编辑埃里克 韦斯坦因 二十四面體 MathWorld 取自 https zh wikipedia org w index php title 二十四面體 amp oldid 80429665 十一角反稜柱, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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