กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

เตตระเฮดรอนเรอโลซ์

การเปลี่ยนเส้นทางที่สามารถพิมพ์ได้/เปลี่ยนเส้นทางไปยังส่วนต่างๆ/เปลี่ยนเส้นทางด้วยความเป็นไปได้

รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลซ์คือจุดตัดของลูกบอล สี่ลูก ที่มีรัศมีsโดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดยอด ของ รูปทรงสี่เหลี่ยม ด้าน เท่าปกติที่มีความยาวด้านs

เตตระเฮดรอนเรอโลซ์

ภาพเคลื่อนไหวของทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโล (Reuleaux tetrahedron) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าต้นแบบที่ใช้ในการสร้างทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลด้วย
ลูกบอลสี่ลูกตัดกันเพื่อสร้างรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าแบบเรอโล (Reuleaux tetrahedron)
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

(322)1.0249.{\displaystyle \left({\sqrt {3}}-{\frac {\sqrt {2}}{2}}\right)\cdot s\approx 1.0249\,s.}

ปริมาตรและพื้นที่ผิว

ปริมาตรของเททราเฮดรอนแบบเรอโลซ์คือ[ 1 ]

312(3249π+162แทน12)=312(32π81คอส1(13)+32)0.4223.{\displaystyle {\frac {s^{3}}{12}}{\big (}3{\sqrt {2}}-49\pi +162\tan ^{-1}{\sqrt {2}}{\big )}={\frac {s^{3}}{12}}\left(32\pi -81\cos ^{-1}\left({\tfrac {1}{3}}\right)+3{\sqrt {2}}\right)\approx 0.422\,s^{3}.}

พื้นที่ผิวคือ[ 1 ]

[8π18คอส1(13)]22.9752.{\displaystyle \left[8\pi -18\cos ^{-1}\left({\tfrac {1}{3}}\right)\right]s^{2}\approx 2.975\,s^{2}.}

ตัวถังไมส์เนอร์

Ernst Meissner และFriedrich Schilling [ 2 ]แสดงให้เห็นวิธีการปรับเปลี่ยนรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า Reuleaux เพื่อสร้างพื้นผิวที่มีความกว้างคงที่โดยการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วนด้วยแผ่นโค้งที่เกิดจากพื้นผิวการหมุนของส่วนโค้งวงกลม ตามการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วน (สามส่วนที่มีจุดยอดร่วมกันหรือสามส่วนที่สร้างเป็นรูปสามเหลี่ยม) จะได้รูปทรงที่ไม่สมมาตรสองรูป ซึ่งบางครั้งเรียกว่าMeissner bodiesหรือMeissner tetrahedra [ 3 ]

ปัญหาที่ยังแก้ไม่ได้ในวิชาคณิตศาสตร์
รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าไมส์เนอร์ทั้งสองรูปนั้น เป็นรูปทรงสามมิติที่มีปริมาตรน้อยที่สุดและมีความกว้างคงที่หรือไม่?

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 ]

  • Lachand-Robert, Thomas; Oudet, Édouard. "Spheroforms" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 ตุลาคม 2549 . เรียกดูเมื่อ12 กันยายน 2549 .
  • เวเบอร์, คริสตอฟ. "วัตถุที่มีความกว้างคงที่ "นอกจากนี้ยังมีภาพยนตร์และภาพแบบอินเทอร์แอ็กทีฟเกี่ยวกับตัวบอดี้ Meissner ทั้งสองแบบ อีกด้วย
  • โรเบิร์ตส์, แพทริค. "ทรงรีที่มีสมมาตรแบบทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า" .ประกอบด้วยภาพสามมิติและลิงก์ไปยังบทความทางคณิตศาสตร์ที่แสดงการพิสูจน์ว่าความกว้างคงที่
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reuleaux_tetrahedron&oldid=1321324332#Meissner_bodies "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เตตระเฮดรอนเรอโลซ์

รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าเรอโลซ์คือจุดตัดของลูกบอล สี่ลูก ที่มีรัศมีsโดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดยอด ของ รูปทรงสี่เหลี่ยม ด้าน เท่าปกติที่มีความยาวด้านs

ปริมาตรและพื้นที่ผิว

ปริมาตรของเททราเฮดรอนแบบเรอโลซ์ คือ [ 1 ]

ตัวถังไมส์เนอร์

Ernst Meissner และ Friedrich Schilling [ 2 ] แสดงให้เห็นวิธีการปรับเปลี่ยนรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า Reuleaux เพื่อสร้าง พื้นผิวที่มีความกว้างคงที่ โดยการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วนด้วยแผ่นโค้งที่เกิดจากพื้นผิวการหมุนของส่วนโค้งวงกลม ตามการแทนที่ส่วนโค้งขอบสามส่วน...

ลิงก์ภายนอก

Lachand-Robert, Thomas; Oudet, Édouard. "Spheroforms" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 ตุลาคม 2549 . เรียกดูเมื่อ 12 กันยายน 2549 . เวเบอร์, คริสตอฟ.