เตตระเฮดรอนเรอโลซ์



รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลซ์คือจุดตัดของลูกบอล สี่ลูก ที่มีรัศมีsโดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดยอด ของ รูปทรงสี่เหลี่ยม ด้าน เท่าปกติที่มีความยาวด้านs [ 1 ]พื้นผิวทรงกลมของลูกบอลที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดยอดแต่ละจุดจะผ่านจุดยอดอีกสามจุด ซึ่งจุดยอดเหล่านี้ก็เป็นจุดยอดของรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลซ์เช่นกัน ดังนั้นจุดศูนย์กลางของลูกบอลแต่ละลูกจึงอยู่บนพื้นผิวของลูกบอลอีกสามลูก รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลซ์มีโครงสร้างหน้าเหมือนกับรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าปกติ แต่มีหน้าโค้ง: จุดยอดสี่จุด และหน้าโค้งสี่หน้า เชื่อมต่อกันด้วยขอบโค้งวงกลมหกขอบ
รูปทรงนี้ถูกกำหนดและตั้งชื่อโดยการเปรียบเทียบกับสามเหลี่ยมเรอโล (Reuleaux triangle ) ซึ่งเป็น เส้นโค้งสองมิติ ที่มีความกว้างคง ที่ รูปทรงทั้งสองนี้ตั้งชื่อตามฟรานซ์ เรอโล (Franz Reuleaux ) วิศวกรชาวเยอรมันในศตวรรษที่ 19 ผู้บุกเบิกวิธีการที่เครื่องจักรแปลงการเคลื่อนที่ประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่ง ในเอกสารทางคณิตศาสตร์มักพบการกล่าวอ้างซ้ำๆ ว่ารูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโล (Reuleaux tetrahedron) นั้นเปรียบเสมือนพื้นผิวที่มีความกว้างคงที่แต่ความจริงแล้วไม่ใช่เช่นนั้น เพราะจุดกึ่งกลางของส่วนโค้งขอบตรงข้ามสองจุดนั้นอยู่ห่างกันเป็นระยะทางที่มากกว่า
ปริมาตรและพื้นที่ผิว
ปริมาตรของเททราเฮดรอนแบบเรอโลซ์คือ[ 1 ]
ตัวถังไมส์เนอร์
Ernst Meissner และFriedrich Schilling [ 2 ]แสดงให้เห็นวิธีการปรับเปลี่ยนรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า Reuleaux เพื่อสร้างพื้นผิวที่มีความกว้างคงที่โดยการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วนด้วยแผ่นโค้งที่เกิดจากพื้นผิวการหมุนของส่วนโค้งวงกลม ตามการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วน (สามส่วนที่มีจุดยอดร่วมกันหรือสามส่วนที่สร้างเป็นรูปสามเหลี่ยม) จะได้รูปทรงที่ไม่สมมาตรสองรูป ซึ่งบางครั้งเรียกว่าMeissner bodiesหรือMeissner tetrahedra [ 3 ]
Bonnesen และ Fenchel [ 4 ]ตั้งข้อสันนิษฐานว่ารูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า Meissner เป็นรูปทรงสามมิติที่มีปริมาตรน้อยที่สุดและมีความกว้างคงที่ ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานที่ยังคงเปิดอยู่[ 5 ] ในปี 2011 Anciaux และ Guilfoyle [ 6 ] พิสูจน์ว่าตัวทำให้น้อยที่สุดจะต้องประกอบด้วยชิ้นส่วนของทรงกลมและท่อเหนือเส้นโค้ง ซึ่งเป็นจริงสำหรับรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า Meissner และสนับสนุนข้อสันนิษฐานดังกล่าว
ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหานี้ Campi, Colesanti และ Gronchi [ 7 ]แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวการหมุนที่มีปริมาตรน้อยที่สุดที่มีความกว้างคงที่คือพื้นผิวการหมุนของสามเหลี่ยม Reuleaux ผ่านแกนสมมาตรแกนหนึ่ง
ภาพวาด แฮมเล็ตของแมน เรย์สร้างขึ้นจากภาพถ่ายของรูปทรงสี่เหลี่ยมพีระมิดไมส์เนอร์ที่เขาถ่ายไว้[ 8 ]ซึ่งเขาคิดว่ามีลักษณะคล้ายทั้งกะโหลกของยอริกและหน้าอกของโอฟีเลียจากแฮมเล็ตของเชกสเปียร์[ 9 ]
ลิงก์ภายนอก
- Lachand-Robert, Thomas; Oudet, Édouard. "Spheroforms" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 ตุลาคม 2549 . เรียกดูเมื่อ12 กันยายน 2549 .
- เวเบอร์, คริสตอฟ. "วัตถุที่มีความกว้างคงที่ "นอกจากนี้ยังมีภาพยนตร์และภาพแบบอินเทอร์แอ็กทีฟเกี่ยวกับตัวบอดี้ Meissner ทั้งสองแบบ อีกด้วย
- โรเบิร์ตส์, แพทริค. "ทรงรีที่มีสมมาตรแบบทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า" .ประกอบด้วยภาพสามมิติและลิงก์ไปยังบทความทางคณิตศาสตร์ที่แสดงการพิสูจน์ว่าความกว้างคงที่