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多面体

王朝百科·作者佚名  2009-12-02  
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多面体

多面体是指四个或四个以上多边形所围成的立体。 它有三个相关的定义,在传统意义上,它是一个三维的多胞形,而在更新的意义上它是任何维度的多胞形的有界或无界推广。将后者进一步一般化,就得到拓扑多面体。

定义及特征由若干个多边形所围成的几何体,叫做多面体。围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,两个面的公共边叫做多面体的棱,若干个面的公共顶点叫做多面体的顶点。

面与面之间仅在棱处有公共点,且没有任何两个面在同一平面上。

一个多面体至少有四个面。

经典多面体在经典意义上,一个多面体(polyhedron) (英语词来自希腊语 πολυεδρον,poly-,就是词根πολυς, 代表"多", + -edron,来自εδρον,代表"基底","座",或者"面")是一个三维形体,它由有限个多边形面组成,每个面都是某个平面的一部分,面相交于边,每条边是直线段,而边交于点,称为顶点。立方体,棱锥和棱柱都是多面体的例子。多面体包住三维空间的一块有界体积;有时内部的体也视为多面体的一部分。一个多面体是多边形的三维对应。多边形,多面体和更高维的对应物的一般术语是多胞体。

正多面体所谓正多面体,是指多面体的各个面都是全等的正多边形,并且各个多面角都是全等的多面角。例如,正四面体(即正棱锥体)的四个面都是全等的三角形,每个顶点有一个三面角,共有三个三面角,可以完全重合,也就是说它们是全等的。

正多面体的种数很少。多面体可以有无数,但正多面体只有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体五种。其中面数最少的是正四面体,面数最多的是正二十面体。有些化学元素的结晶体呈正多面体的形状,如食盐的结晶体是正六面体,明矾的结晶体是正八面体。

古希腊的毕达哥拉斯学派曾对五种小多面体作过专门研究,并将研究成果拿到柏拉顿学校教授。故而,西方数学界也将这五种正多面体称为柏拉顿立体。

类型 面数 棱数 顶点数 每面边数 每顶点棱数

正4面体 4 6 4 3 3

正6面体 6 12 8 4 3

正8面体 8 12 6 3 4

正12面体 12 30 20 5 3

正20面体 20 30 12 3 5

 
 
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