กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

สิบสองเหลี่ยม

ในทางเรขาคณิตรูปสิบสองเหลี่ยมหรือรูป 12 เหลี่ยมคือรูปหลายเหลี่ยม ใดๆ ที่ มีด้านทั้งหมดสิบสองด้าน

สิบสองเหลี่ยม

รูปทรงสิบสองเหลี่ยมปกติ
รูปสิบสองเหลี่ยมปกติ
พิมพ์รูปหลายเหลี่ยมปกติ
ขอบและจุดยอด12
สัญลักษณ์ Schläfli{12}, t{6}, tt{3}
แผนภาพค็อกซ์เตอร์-ไดน์กิน
กลุ่มสมมาตรไดเฮดรัล (D 12 ), อันดับ 2×12
มุมภายใน ( องศา )150°
คุณสมบัตินูน , วงกลม , สามเหลี่ยมด้านเท่า , มุมฉาก , มุมฉาก
รูปหลายเหลี่ยมคู่ตัวเอง

ในทางเรขาคณิตรูปสิบสองเหลี่ยมหรือรูป 12 เหลี่ยมคือรูปหลายเหลี่ยม ใดๆ ที่ มีด้านทั้งหมดสิบสองด้าน

รูปทรงสิบสองเหลี่ยมปกติ

สามารถตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามรูปที่มีด้านยาวR และนำมาเรียงใหม่เป็นรูปสิบสองเหลี่ยมที่มีรัศมีวงกลม ล้อมรอบRซึ่งจะพิสูจน์ได้โดยไม่ต้องใช้คำพูด ว่าพื้นที่ของรูปสิบสอง เหลี่ยมนั้นคือ3R²

รูป สิบสองเหลี่ยม ปกติคือรูปที่มีด้านยาวเท่ากันและมุมภายในขนาดเท่ากัน มีเส้นสมมาตรสะท้อนสิบสองเส้นและสมมาตรการหมุนลำดับที่ 12 รูปสิบสองเหลี่ยมปกติแสดงด้วยสัญลักษณ์ Schläfli {12} และสามารถสร้างได้เป็นรูปหกเหลี่ยมตัดยอด t{6} หรือรูปสามเหลี่ยม ตัดยอดสองครั้ง tt{3} มุมภายในที่แต่ละจุดยอดของรูปสิบสองเหลี่ยมปกติคือ 150°

พื้นที่

พื้นที่ของรูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่าที่มีความยาวด้านaคำนวณได้จากสูตร :

และเมื่อพิจารณาจากระยะตั้งฉากจากจุดศูนย์กลาง ไปยังด้านใดด้าน หนึ่ง (ดูรูปที่จารึกไว้ ด้วย ) พื้นที่คือ:

ในแง่ของรัศมีวงกลมล้อมรอบRพื้นที่คือ: [ 1 ]

ระยะคราดSของรูปสิบสองเหลี่ยม คือระยะห่างระหว่างด้านคู่ขนานสองด้าน และมีค่าเท่ากับสองเท่าของระยะตั้งฉากจากจุดศูนย์กลางไปยังด้าน (apothem) สูตรอย่างง่ายสำหรับพื้นที่ (เมื่อกำหนดความยาวด้านและระยะคราด) คือ: สามารถตรวจสอบได้ด้วยความสัมพันธ์ทางตรีโกณมิติ:

ปริมณฑล

เส้นรอบรูปของรูปสิบสองเหลี่ยมปกติในแง่ของรัศมีวงกลมล้อมรอบคือ: [ 2 ]

เส้นรอบรูปในแง่ของเส้นตั้งฉากคือ: สัมประสิทธิ์นี้เป็นสองเท่าของสัมประสิทธิ์ที่พบในสมการเส้นตั้งฉากสำหรับพื้นที่[ 3 ]

โครงสร้างทรงสิบสองเหลี่ยม

เนื่องจาก 12 = 2 2 × 3 จึงสามารถสร้าง รูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่าได้ โดยใช้การสร้างด้วยวงเวียนและไม้บรรทัด :

การสร้างรูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่าที่วงกลมล้อมรอบ ที่กำหนด
การสร้างรูปสิบสองเหลี่ยมด้าน เท่าที่มีความยาวด้านที่กำหนด: ภาพเคลื่อนไหว (วิธีการสร้างคล้ายกับการสร้างรูปแปดเหลี่ยมที่มีความยาวด้านที่กำหนด )

การผ่าตัด

12 ลูกบาศก์การผ่าตัดรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน 60 ครั้ง
โดเดคากอนไอโซทอกซัล

Coxeterระบุว่าโซโนกอน ทุกอัน (รูป 2 mเหลี่ยมที่มีด้านตรงข้ามขนานกันและมีความยาวเท่ากัน) สามารถแบ่งออกเป็น รูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน m ( m -1)/2 รูป[ 4 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้เป็นจริงสำหรับรูปหลายเหลี่ยมปกติที่มีจำนวนด้านเป็นเลขคู่ ซึ่งในกรณีนี้รูปสี่เหลี่ยมด้านขนานทั้งหมดจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสำหรับรูปสิบสองเหลี่ยมปกติm =6 และสามารถแบ่งออกเป็น 15 รูป ได้แก่ สี่เหลี่ยมจัตุรัส 3 รูป รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนกว้าง 30° 6 รูป และรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนแคบ 15° 6 รูป การแบ่งส่วนนี้ขึ้นอยู่กับ การฉายภาพรูป หลายเหลี่ยมของ Petrieของลูกบาศก์ 6 ด้านโดยมี 15 ด้านจาก 240 ด้าน ลำดับ OEIS ลำดับA006245กำหนดจำนวนวิธีแก้ปัญหาเป็น 908 รวมถึงการหมุนสูงสุด 12 เท่าและรูปแบบไครัลในการสะท้อน

การผ่าตัดแยกออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน 15 รูป
6 ลูกบาศก์

หนึ่งในวิธี การใช้ บล็อกรูปแบบการจัดการทางคณิตศาสตร์ คือการสร้างรูปสิบสองเหลี่ยมที่แตกต่างกันหลายแบบ[ 5 ]ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแบ่งรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน โดยการรวมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน 60° 3 รูปเข้าเป็นรูปหกเหลี่ยม รูปสี่เหลี่ยมคางหมูครึ่งหกเหลี่ยม หรือแบ่งออกเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า 2 รูป

การผ่าตัดทั่วไปอื่นๆ
การปูกระเบื้องโซโคลาร์บล็อกลวดลาย

สมมาตร

สมมาตรของรูปสิบสองเหลี่ยมปกติแสดงด้วยสีบนขอบและจุดยอด จอห์น คอนเวย์กำหนดสัญลักษณ์ให้กับสมมาตรที่ต่ำกว่าเหล่านี้ด้วยตัวอักษร และลำดับของสมมาตรจะตามตัวอักษร เขาให้d (แนวทแยง, ไดอะสมมาตร) โดยมีเส้นสะท้อนผ่านจุดยอด, pโดยมีเส้นสะท้อนผ่านขอบ (ตั้งฉาก, เพอร์สมมาตร) iโดยมีเส้นสะท้อนผ่านทั้งจุดยอดและขอบ (ไอโซสมมาตร) และgสำหรับการหมุน (ไจโรสมมาตร) a1กำหนดสัญลักษณ์ให้กับความไม่สมมาตร สมมาตรที่ต่ำกว่าเหล่านี้ช่วยให้มีระดับความเป็นอิสระในการกำหนดรูปสิบสองเหลี่ยมที่ไม่ปกติ[ 6 ]

รูปสิบสองเหลี่ยมปกติมี สมมาตรไดเฮดรัล 12ลำดับที่ 24 มีสมมาตรไดเฮดรัลและสมมาตรแบบวงกลมที่แตกต่างกัน 15 กลุ่มย่อย แต่ละกลุ่มย่อยมีสมมาตรที่อนุญาตให้มีระดับความเป็นอิสระหนึ่งระดับหรือมากกว่าสำหรับรูปทรงที่ไม่ปกติ มีเพียง กลุ่มย่อย g12 เท่านั้น ที่ไม่มีระดับความเป็นอิสระ แต่สามารถมองได้ว่าเป็นขอบที่มีทิศทาง

ตัวอย่างรูปสิบสองเหลี่ยมโดยสมมาตร
ร24
d12 จี12 หน้า 12 ไอ8
d6 จี6 หน้า 6 d4 จี4 หน้า 4
จี3 d2 จี2 หน้า 2
เอ1

การเกิดขึ้น

ปูกระเบื้อง

รูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่าสามารถเติมจุดยอดบนระนาบด้วยรูปหลายเหลี่ยมด้านเท่าอื่นๆ ได้ 4 วิธี:

3.12.12 4.6.12 3.3.4.12 3.4.3.12

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างการปูพื้นระนาบแบบเป็นคาบ 3 แบบ ที่ใช้รูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่า ซึ่งกำหนดโดยการจัดเรียงจุดยอด :

1-เครื่องแบบ 2-เครื่องแบบ
กระเบื้อง 3bb.svg3.12.124.6.123.12.12; 3.4.3.12

สิบสองเหลี่ยมเฉียง

รูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงปกติที่ปรากฏเป็นขอบหยักของปริซึมหกเหลี่ยม

รูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงคือรูปหลายเหลี่ยมเฉียงที่มีจุดยอดและขอบ 12 จุด แต่ไม่อยู่บนระนาบเดียวกัน โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ภายในของรูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงดังกล่าวไม่มีนิยามที่ชัดเจน ส่วนรูปสิบสองเหลี่ยมซิกแซกเฉียงนั้นมีจุดยอดสลับกันอยู่บนระนาบขนานสองระนาบ

รูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงปกติเป็นรูปทรงที่จุดยอดสมมาตรกันและมีความยาวขอบเท่ากัน ใน 3 มิติ มันจะเป็นรูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงแบบซิกแซก และสามารถมองเห็นได้ที่จุดยอดและขอบด้านข้างของปริซึมหกเหลี่ยม ที่มีสมมาตร D 5d , [2 + ,10] ลำดับ 20 เดียวกันปริซึมรูปสิบสองเหลี่ยม s{2,24/5} และปริซึมรูปสิบสองเหลี่ยมไขว้ s{2,24/7} ก็มีรูปสิบสองเหลี่ยมเฉียงปกติเช่นกัน

รูปหลายเหลี่ยมเพทรี

รูปสิบสองเหลี่ยมปกติเป็นรูปหลายเหลี่ยมเพทรีสำหรับรูปทรงหลายเหลี่ยมมิติสูงหลายรูป ซึ่งมองเห็นได้เป็นภาพฉายเชิงตั้งฉากในระนาบค็อกซ์เตอร์ตัวอย่างใน 4 มิติ ได้แก่24-เซลล์ , 24-เซลล์แบบเฉียง , ปริซึม คู่ 6-6 , พีระมิดคู่ 6-6ใน 6 มิติ ได้แก่ลูกบาศก์ 6 , ออร์โธเพล็กซ์6 , 2 21 , 1 22 นอกจากนี้ยังเป็นรูปหลายเหลี่ยมเพทรีสำหรับ เซลล์ขนาดใหญ่ 120-เซลล์และเซลล์ขนาดใหญ่แบบดาว 120-เซลล์อีก ด้วย

รูป สิบสองเหลี่ยม (dodecagram)เป็นรูปหลายเหลี่ยมดาว 12 ด้าน แทนด้วยสัญลักษณ์ {12/n} มีรูปหลายเหลี่ยมดาว ปกติหนึ่ง รูป คือ {12/5} โดยใช้จุดยอดเดียวกัน แต่เชื่อมต่อทุกๆ จุดที่ห้า นอกจากนี้ยังมีรูปประกอบอีกสามรูป คือ {12/2} ลดรูปเป็น 2{6} ในรูปหกเหลี่ยม สองรูป และ {12/3} ลดรูปเป็น 3{4} ในรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส สามรูป {12/4} ลดรูปเป็น 4{3} ในรูปสามเหลี่ยมสี่รูป และ {12/6} ลดรูปเป็น 6{2} ในรูปไดโกน เสื่อมสภาพหก รูป

การตัดที่ลึกกว่าของรูปสิบสองเหลี่ยมปกติและรูปสิบสองเหลี่ยมสามารถสร้างรูปหลายเหลี่ยมดาวกลางแบบไอโซโกนัล ( จุดยอดที่สลับตำแหน่ง ) ที่มีจุดยอดเว้นระยะห่างเท่ากันและมีความยาวขอบสองค่า รูปหกเหลี่ยมที่ถูกตัดเป็นรูปสิบสองเหลี่ยม t{6}={12} รูปหกเหลี่ยมกึ่งถูกตัด ซึ่งกลับด้านเป็น {6/5} เป็นรูปสิบสองเหลี่ยม: t{6/5}={12/5} [ 7 ]

ตัวอย่างการใช้งาน

ตัวอักษรE , HและX (และIใน แบบอักษร เซริฟหนา ) ที่เขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ทั้งหมดจะมีรูปทรงสิบสองเหลี่ยมกากบาทก็ มีรูป ทรงสิบสองเหลี่ยมเช่นกัน เช่นเดียวกับโลโก้ของแผนกผลิตรถยนต์ เชฟโรเลต

โบสถ์เวราครูซในเมืองเซโกเวีย

รูปทรงสิบสองเหลี่ยมปกติปรากฏให้เห็นอย่างเด่นชัดในอาคารหลายแห่งหอคอยทองคำ (Torre del Oro)เป็นหอสังเกตการณ์ ทางทหารรูปทรงสิบสองเหลี่ยม ในเมืองเซบียาทางตอนใต้ของสเปนสร้างโดยราชวงศ์อัลโมฮัดโบสถ์เวราครูซ (Vera Cruz) ในเมืองเซโกเวียประเทศสเปน สร้างขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 13 ก็มีรูปทรงสิบสองเหลี่ยมเช่นกัน อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ประตูวีนัส (Porta di Venere) ในเมืองสเปลโลประเทศอิตาลีสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช มีหอคอยรูปทรงสิบสองเหลี่ยมสองแห่ง เรียกว่า "หอคอยของโพรเพอร์ติอุส" (Propertius' Towers)

เหรียญสามเพนนีของอังกฤษ ปี 1942 ด้านหลัง

เหรียญรูปทรงสิบสองเหลี่ยมทั่วไปได้แก่:

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ "โครงการสาธิต Wolfram" demonstrations.wolfram.com . สืบค้นเมื่อ2025-02-04 .
  2. ^วิลลิส, แคลเรนซ์ แอดดิสัน (1922). เรขาคณิตระนาบ: การทดลอง การจำแนกประเภท การค้นพบ การประยุกต์ใช้ ...บี. แบลคิสตันส์ ซัน แอนด์ คอมพานี หน้า 249
  3. ^ Playfair, John (1814). องค์ประกอบของเรขาคณิต . Bell & Bradfute. หน้า 243.
  4. ^ค็อกซ์เตอร์ , ความบันเทิงและเรียงความทางคณิตศาสตร์, ฉบับที่สิบสาม, หน้า 141
  5. "Doin' Da' Dodeca'" บน mathforum.org
  6. ^ John H. Conway, Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strauss , (2008) The Symmetries of Things, ISBN 978-1-56881-220-5(บทที่ 20 สัญลักษณ์ Schaefli ทั่วไป ประเภทของสมมาตรของรูปหลายเหลี่ยม หน้า 275–278)
  7. ^ด้านที่เบากว่าของคณิตศาสตร์: รายงานการประชุมอนุสรณ์ Eugène Strens ว่าด้วยคณิตศาสตร์เพื่อการพักผ่อนและประวัติศาสตร์ (1994),การเปลี่ยนแปลงของรูปหลายเหลี่ยม , Branko Grünbaum
  • ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "รูปสิบสองเหลี่ยม" . แมธเวิลด์ .
  • กระเบื้องและทฤษฎีบทของเคอร์ชัค
  • คำจำกัดความและคุณสมบัติของรูปสิบสองเหลี่ยมพร้อมภาพเคลื่อนไหวแบบโต้ตอบ
  • รูปสิบสองเหลี่ยมปกติในห้องเรียนโดยใช้บล็อกรูปทรงเรขาคณิต
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dodecagon&oldid=1359226475 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สิบสองเหลี่ยม

ในทางเรขาคณิตรูปสิบสองเหลี่ยมหรือรูป 12 เหลี่ยมคือรูปหลายเหลี่ยม ใดๆ ที่ มีด้านทั้งหมดสิบสองด้าน

รูปทรงสิบสองเหลี่ยมปกติ

รูป สิบสองเหลี่ยม ปกติ คือรูปที่มีด้านยาวเท่ากันและมุมภายในขนาดเท่ากัน มีเส้นสมมาตรสะท้อนสิบสองเส้นและสมมาตรการหมุนลำดับที่ 12 รูปสิบสองเหลี่ยมปกติแสดงด้วย สัญลักษณ์ Schläfli {12} และสามารถสร้างได้เป็น รูปหกเหลี่ยม ตัดยอด t{6} หรือ รูปสามเหลี่ยม...

พื้นที่

พื้นที่ของรูปสิบสองเหลี่ยมด้านเท่าที่มีความยาวด้าน a คำนวณได้จากสูตร : เอ = 3 เปลเด็ก ⁡ ( π 12 ) เอ 2 = 3 ( 2 + 3 ) เอ 2 ≃ 11.

ปริมณฑล

เส้น รอบรูป ของรูปสิบสองเหลี่ยมปกติในแง่ของรัศมีวงกลมล้อมรอบคือ: [ 2 ] พี = 24 อาร์ บาป ⁡ ( π 12 ) = 12 อาร์ 2 − 3 ≃ 6.21165708246 อาร์ {\displaystyle {\begin{aligned}p&=24R\sin \left({\frac {\pi }{12}}\right)=12R{\sqrt {2-{\sqrt {3}}}}\\&\simeq 6.