Додекаэдр Билинского
Додекаэдр Билинского[1] — многогранник (зоноэдр), составленный из 12 одинаковых золотых ромбов.
Топологически изоморфен ромбододекаэдру, но, в отличие от него, не является изоэдральным (хотя всего его грани также конгруэнтны) и имеет другую группу симметрии.
Грани додекаэдра Билинского — ромбы с отношением диагоналей, равным золотому сечению они несколько более вытянуты, чем грани ромбододекаэдра, представляющие собой ромбы с отношением диагоналей
Имеет 14 вершин. В 2 вершинах сходятся четыре грани своими острыми углами; в 4 вершинах сходятся три грани тупыми углами; в 4 вершинах сходятся одна грань острым углом и две тупыми; в 4 вершинах сходятся три грани острыми углами и одна тупым.
У додекаэдра Билинского 24 ребра равной длины. При 12 рёбрах (примыкающих к вершинам, отмеченным на рисунке красным) двугранные углы равны при 8 рёбрах (между зелёной и синей вершинами) — при 4 рёбрах (между чёрной и зелёной вершинами) —
Общие сведения
| Додекаэдр Билинского | |||
|---|---|---|---|
| Свойства | выпуклый, зоноэдр | ||
| Комбинаторика | |||
| Элементы |
|
||
| Грани | 12 ромбов | ||
| Конфигурация вершины |
4+4(4.4.4) 4+2(4.4.4.4) |
||
| Классификация | |||
| Группа симметрии | D2h | ||
В координатах
Додекаэдр Билинского можно расположить в декартовой системе координат так, чтобы его вершины имели координаты
При этом центр симметрии многогранника будет совпадать с началом координат, три оси симметрии — с осями Ox, Oy и Oz, а три плоскости симметрии — с плоскостями xOy, xOz и yOz.
Метрические характеристики
Если додекаэдр Билинского имеет ребро длины , его площадь поверхности и объём выражаются как
История
Впервые данный многогранник встречается под названием «додекаромб» в 1752 году на иллюстрации в книге английского математика Джона Лоджа Коули[2][3].
Заново найден в 1960 году хорватским математиком Станко Билинским[4], который назвал его «ромбическим додекаэдром второго рода»[5]. Открытие Билинского заполнило остававшийся незамеченным 75 лет пробел в классификации выпуклых многогранников с конгруэнтными ромбическими гранями, описанной Евграфом Фёдоровым[6].
Гарольд Коксетер в статье 1962 года[7] ошибочно утверждал, что додекаэдр Билинского может быть получен аффинным преобразованием ромбододекаэдра. Это утверждение ложно[6].
Доказательство
- Рассмотрим на иллюстрациях выше два отрезка: диагональ многогранника, соединяющую две синих вершины и диагональ грани, соединяющую красную вершину с зелёной
- В додекаэдре Билинского эти отрезки не параллельны, в ромбододекаэдре же соответствующие им отрезки — параллельны. А поскольку аффинное преобразование сохраняет параллельность отрезков, получить один многогранник из другого при помощи аффинных растяжений и сжатий нельзя.
Примечания
Ссылки
- Weisstein, Eric W. Додекаэдр Билинского (англ.) на сайте Wolfram MathWorld.
- David I. McCooey. Bilinski's Dodecahedron