雙三角錐柱
雙三角錐柱 是指以三角形為基底的雙角錐柱 ,其可以由三角柱 在兩端各連接一個三角錐來構成。若雙三角錐柱的基底為正三角形 ,且側面都是正多邊形的話,則這個立體是一種全部由正多邊形組成的立體,為92種詹森多面體 中的其中一個,其索引為J14 [ 1] 。詹森多面體是凸多面體 ,面皆由正多邊形組成但不屬於均勻多面體,共有92種。這些立體最早在1966年由諾曼·詹森 (Norman Johnson)命名並給予描述[ 2] 。
nirrosula是一種由植物葉子條編織而成的非洲樂器,由一系列細長的雙角錐柱製成,其端蓋的面為不等邊三角形 ,也就是非正的雙三角錐柱外型的樂器。[ 3]
性質
雙三角錐柱共由9個面 、15條邊 和8個頂點 組成[ 4] [ 5] [ 6] ,在其9個面中,有6個三角形 面和3個正方形 面[ 4] 。在其8個頂點中,有兩種頂點,一種頂點為3個三角形的公共頂點,在頂點圖 中可以用[33 ]來表示[ 7] ,這種頂點有2個[ 6] 、另外一種頂點為2個三角形和2個正方形的公共頂點,在頂點圖中可以用[32 ,42 ]來表示[ 7] ,這種頂點有6個[ 6] 。
體積與表面積
若一個雙三角錐柱邊長為
a
{\displaystyle a}
,則其體積
V
{\displaystyle V}
與表面積
A
{\displaystyle A}
為:
V
=
(
1
12
(
2
2
+
3
3
)
)
⋅ ⋅ -->
a
3
≈ ≈ -->
0.668715...
a
3
{\displaystyle V=\left({\frac {1}{12}}\left(2{\sqrt {2}}+3{\sqrt {3}}\right)\right)\cdot a^{3}\approx 0.668715...a^{3}}
[ 8] [ 9]
A
=
(
3
2
(
2
+
3
)
)
⋅ ⋅ -->
a
2
≈ ≈ -->
5.59808...
a
2
{\displaystyle A=\left({\frac {3}{2}}\left(2+{\sqrt {3}}\right)\right)\cdot a^{2}\approx 5.59808...a^{2}}
[ 8] [ 9]
這樣的雙三角錐柱整體的高
H
{\displaystyle H}
為:
H
=
3
+
2
6
3
⋅ ⋅ -->
a
≈ ≈ -->
2.63299...
a
{\displaystyle H={\frac {3+2{\sqrt {6}}}{3}}\cdot a\approx 2.63299...a}
[ 9]
頂點座標
若一個雙三角錐柱邊長為單位長,且幾何中心位於原點,則其頂點座標為:[ 10]
(
± ± -->
1
2
,
− − -->
3
6
,
± ± -->
1
2
)
{\displaystyle \left(\pm {\frac {1}{2}},\,-{\frac {\sqrt {3}}{6}},\,\pm {\frac {1}{2}}\right)}
(
0
,
3
3
,
± ± -->
1
2
)
{\displaystyle \left(0,\,{\frac {\sqrt {3}}{3}},\,\pm {\frac {1}{2}}\right)}
(
0
,
0
,
± ± -->
3
+
2
6
6
)
{\displaystyle \left(0,\,0,\,\pm {\frac {3+2{\sqrt {6}}}{6}}\right)}
對偶多面體
雙三角錐柱的對偶多面體 為雙三角錐台 ,其由8個面組成,分別為6個梯形和2個三角形。[ 11]
雙三角錐柱的對偶多面體
對偶多面體的展開圖
參見
參考文獻
^ Weisstein, Eric W. (编). Elongated Triangular Dipyramid . at MathWorld --A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语) .
^ Johnson, Norman W., Convex polyhedra with regular faces, Canadian Journal of Mathematics , 1966, 18 : 169–200, MR 0185507 , Zbl 0132.14603 , doi:10.4153/cjm-1966-021-8 .
^ Gerdes, Paulus, Exploration of technologies, emerging from African cultural practices, in mathematics (teacher) education, ZDM, the International Journal on Mathematics Education, 2009, 42 (1): 11–17, doi:10.1007/s11858-009-0208-2 .
^ 4.0 4.1 David I. McCooey. Johnson Solids: Elongated Triangular Dipyramid . [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2022-09-07).
^ The Elongated Triangular Bipyramid . qfbox.info. [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2022-09-07).
^ 6.0 6.1 6.2 Elongated triangular bipyramid . polyhedra.tessera.li. [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2022-09-07).
^ 7.0 7.1 Richard Klitzing. elongated trigonal dipyramid, etidpy . bendwavy.org. [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2022-11-14).
^ 8.0 8.1 Wolfram, Stephen . " Elongated triangular dipyramid" . from Wolfram Alpha : Computational Knowledge Engine, Wolfram Research (英语) .
^ 9.0 9.1 9.2 Sapiña, R. Area and volume of the Johnson solid J14 . Problemas y ecuaciones. [2020-09-04 ] . ISSN 2659-9899 . (原始内容存档 于2020-09-30) (西班牙语) .
^ David I. McCooey. Data of Elongated Triangular Dipyramid . [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2022-09-07).
^ David I. McCooey. Triangular Bifrustum . [2022-09-07 ] . (原始内容存档 于2019-08-22).