กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

ลูกบาศก์สนับ

ในทางเรขาคณิตลูกบาศก์แบบสั้นหรือลูกบาศก์แปดเหลี่ยมแบบสั้น เป็นทรงตันอาร์คิมีเดียนที่มี 38 หน้า: สี่เหลี่ยมจัตุรัส 6 รูป และ สามเหลี่ยมด้านเท่า 32 รูป มีขอบ 60 ขอบ และจุดยอด 24...

ลูกบาศก์สนับ

ลูกบาศก์สนับ
ลูกบาศก์ทรงเหลี่ยมโค้งงอ ไครัลซ้ายและไครัลขวา
พิมพ์ทรงเรขาคณิตแบบอาร์คิมีเดียน
ใบหน้า38
ขอบ60
จุดยอด24
กลุ่มสมมาตรสมมาตรทรงแปดเหลี่ยมแบบหมุน
มุมไดเฮดรัล ( องศา )มุมระหว่างสามเหลี่ยมกับสามเหลี่ยม: 153.23° มุมระหว่างสามเหลี่ยมกับสี่เหลี่ยม: 142.98°
โพลีเฮดรอนคู่ทรงยี่สิบหน้าห้าเหลี่ยม
คุณสมบัตินูน , ไครัล
รูปจุดยอด
สุทธิ

ในทางเรขาคณิตลูกบาศก์แบบสั้นหรือลูกบาศก์แปดเหลี่ยมแบบสั้น เป็นทรงตันอาร์คิมีเดียนที่มี 38 หน้า: สี่เหลี่ยมจัตุรัส 6 รูป และ สามเหลี่ยมด้านเท่า 32 รูป มีขอบ 60 ขอบ และจุดยอด 24 จุดเคปเลอร์ตั้งชื่อมันเป็นภาษาละตินว่าcubus simus เป็นครั้งแรก ในปี 1619 ในหนังสือ Harmonices Mundi ของเขา[ 1 ] HSM Coxeterสังเกตว่ามันสามารถได้มาจากทรงแปดเหลี่ยมเช่นเดียวกับลูกบาศก์ จึงเรียกมันว่าลูกบาศก์แปด เหลี่ยมแบบสั้น โดยใช้ สัญลักษณ์ Schläfli ที่ขยายในแนวตั้งและแสดงถึงการสลับกันของลูกบาศก์แปดเหลี่ยมที่ถูกตัดซึ่งมีสัญลักษณ์Schläfli

ลูกบาศก์ทรงเฉียง เช่นเดียวกับทรงสิบสองเหลี่ยมทรงเฉียงเป็นรูปทรงไครัลซึ่งหมายความว่ามันไม่เท่ากับภาพสะท้อนในกระจก มันมีสองรูปแบบที่ถูกต้องเท่าเทียมกัน

การก่อสร้าง

สามารถสร้างลูกบาศก์แบบสนับได้โดยการดึงหน้าทั้งหกของลูกบาศก์ออกไปด้านนอกจนไม่สัมผัสกัน จากนั้นหมุนแต่ละหน้าเล็กน้อยรอบจุดศูนย์กลาง (ทั้งหมดตามเข็มนาฬิกาหรือทั้งหมดทวนเข็มนาฬิกา) จนกระทั่งช่องว่างระหว่างหน้าสามารถเติมด้วยรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าได้[ 2 ]

กระบวนการสร้างลูกบาศก์ทรงเหลี่ยมมุมมนโดยใช้รูปทรงลูกบาศก์แปดเหลี่ยม

ลูกบาศก์สนับอาจสร้างขึ้นจากรอมบิคิวบอกตาเฮดรอน ได้เช่นกัน โดยเริ่มจากการบิดหน้าสี่เหลี่ยม (สีน้ำเงิน) ทำให้สามเหลี่ยม (สีแดง) บิดไปในทิศทางตรงกันข้ามโดยอัตโนมัติ ก่อให้เกิดหน้าสี่เหลี่ยมอื่นๆ (สีขาว) ที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมบิดเบี้ยวซึ่งสามารถเติมลงในสามเหลี่ยมด้านเท่าสองรูปได้[ 3 ]

ลูกบาศก์สนับ (snub cube) สามารถสร้างขึ้นได้จากทรงลูกบาศก์แปดเหลี่ยมตัดยอด (truncated cuboctahedron)โดยกระบวนการสลับกันจุดยอด 24 จุดของทรงลูกบาศก์แปดเหลี่ยมตัดยอดจะประกอบกันเป็นทรงหลายเหลี่ยมที่มีโครงสร้างทางโทโพโลยีเทียบเท่ากับลูกบาศก์สนับ ส่วนอีก 24 จุดจะประกอบกันเป็นภาพสะท้อนของทรงหลายเหลี่ยมนั้น ทรงหลายเหลี่ยมที่ได้จะมีคุณสมบัติการสลับจุดยอด (vertex-transitive ) แต่ไม่เป็นทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ (uniform)

การสลับอย่างสม่ำเสมอของทรงลูกบาศก์แปดเหลี่ยมที่ถูกตัดทอน

พิกัดคาร์ทีเซียน

พิกัดคาร์ทีเซียนสำหรับจุดยอดของลูกบาศก์สนับคือการเรียงสับเปลี่ยนคู่ ทั้งหมด ของ ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคู่ พร้อมกับการเรียงสับเปลี่ยนคี่ ทั้งหมด ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคี่ โดยที่คือค่าคงที่ของไตรโบนาชชี [ 4 ] การนำการเรียงสับเปลี่ยนคู่ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคี่ และการเรียงสับเปลี่ยนคี่ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคู่ จะได้ลูกบาศก์สนับที่แตกต่างกัน ซึ่งก็คือภาพสะท้อน การนำทั้งสองมารวมกันจะได้ลูกบาศก์สนับสองลูกที่ประกอบกัน

ลูกบาศก์ทรงเหลี่ยมนี้มีขอบยาวซึ่งเป็นจำนวนที่สอดคล้องกับสมการ และสามารถเขียนได้เป็น เพื่อให้ได้ลูกบาศก์ทรงเหลี่ยมที่มีขอบยาวหนึ่งหน่วย ให้หารพิกัดทั้งหมดข้างต้นด้วยค่าαที่กำหนดไว้ข้างต้น

คุณสมบัติ

แบบจำลอง 3 มิติของลูกบาศก์ทรงสี่เหลี่ยมคางหมูและกระจกเงาของมัน

ลูกบาศก์สนับ (snub cube) เป็นทรงตันอาร์คิมีเดียน หมายความว่าเป็นทรงหลายเหลี่ยมที่มีสมมาตรสูงและกึ่งปกติ โดยมีหน้ารูปหลายเหลี่ยมปกติที่แตกต่างกันสองหน้าขึ้นไปมาบรรจบกันที่จุดยอด[ 5 ]มันเป็นทรงหลายเหลี่ยมไครัลหมายความว่าจะมีสองรูปแบบที่แตกต่างกันเมื่อถูกสะท้อนดังนั้น ลูกบาศก์สนับจึงมีสมมาตรแบบทรงแปดเหลี่ยม หมุน ได้[ 6 ] [ 7 ]หน้ารูปหลายเหลี่ยมที่มาบรรจบกันที่จุดยอดทุกจุดคือรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าสี่รูปและรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหนึ่งรูป และรูปทรงจุดยอดของลูกบาศก์สนับคือทรงหลายเหลี่ยมคู่ของลูกบาศก์สนับคือทรงยี่สิบหน้าห้าเหลี่ยมซึ่งเป็นทรงตันคาตาลัน[ 8 ]นี่ก็เป็นแบบไครัลเช่นกัน: ในสัญลักษณ์ของ David McCooey สำหรับรูปแบบไครัลสองแบบของแต่ละทรงหลายเหลี่ยม คู่ตรงข้ามของลูกบาศก์สนับขวาคือไอโคไซเตตราเฮดรอนห้าเหลี่ยมซ้าย และคู่ตรงข้ามของลูกบาศก์สนับซ้ายคือไอโคไซเตตราเฮดรอนห้าเหลี่ยมขวา[ 9 ]

สำหรับลูกบาศก์แบบสนับที่มีความยาวขอบไม่ว่ารูปทรงจะเป็นไครัลซ้ายหรือขวา พื้นที่ผิวและปริมาตรจะเป็นดังนี้: [ 10 ]

รัศมีล้อมรอบ (รัศมีของทรงกลมที่สัมผัสกับจุดยอด) และรัศมีกึ่งกลาง (รัศมีของทรงกลมที่สัมผัสกับขอบ) ของลูกบาศก์แบบสนับถูกกำหนดในรูปของค่าคงที่ของไตรโบนาชชี: [ 11 ] ลูกบาศก์แบบสนับมีจุดศูนย์กลางรัศมีเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและจุดศูนย์กลางรัศมีเป็นรูปสามเหลี่ยมซึ่งกำหนดเป็นสูตรดังนี้: [ 12 ]

ลูกบาศก์สนับมีมุมไดเฮดรัล สอง มุม (มุมที่เกิดจากหน้ารูปหลายเหลี่ยมสองหน้า) โดยมุมเหล่านี้เกิดจากสี่เหลี่ยมจัตุรัสและสามเหลี่ยม และสามเหลี่ยมที่อยู่ติดกันสองรูปตามลำดับ[ 13 ]

ลูกบาศก์แบบสนับมีมุมที่รองรับโดยขอบจากจุดศูนย์กลาง[ 14 ]

กราฟ

กราฟของลูกบาศก์แบบสั้น

โครงร่างของลูกบาศก์แบบสั้นสามารถแสดงเป็นกราฟ ที่มี จุดยอด 24 จุด และขอบ 60 เส้น ซึ่งเป็นกราฟอาร์คิมีเดีย[ 15 ]

รูปร่าง

ลูกบาศก์สั้นตั้งอยู่ที่น้ำพุของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย[ 16 ]

ในการศึกษาเคมีเหนือโมเลกุลลูกบาศก์สนับถือเป็นการประยุกต์ใช้โพลีเฮดรอนเทียมเพื่อเลียนแบบโครงสร้างของแคปซิดไวรัสและโปรตีนเฟอร์ริติ[ 17 ]

  • Jayatilake, Udaya (มีนาคม 2548). "การคำนวณเกี่ยวกับรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติของหน้าและจุดยอด". Mathematical Gazette . 89 (514): 76– 81. doi : 10.1017/S0025557200176818 . S2CID 125675814 . 
  • McCooey, David I. (2015). "Visual Polyhedra" . สืบค้นเมื่อ8 ธันวาคม 2025 .
  • Weisstein, Eric W. , " Snub cube " (" Archimedean solid ") ที่MathWorld .
  • คลิทซิง, ริชาร์ด. "3D convex uniform polyhedra s3s4s - snic" .
  • ทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ
  • โพลีเฮดราในโลกเสมือนจริงสารานุกรมโพลีเฮดรา
  • แบบจำลองคลี่ลูกบาศก์ทรงลูกบาศก์ (Snub Cube) ที่สามารถแก้ไขได้และพิมพ์ได้ พร้อมมุมมอง 3 มิติแบบโต้ตอบ
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Snub_cube&oldid=1359756849#Snub_cubical_graph "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ลูกบาศก์สนับ

ในทางเรขาคณิตลูกบาศก์แบบสั้นหรือลูกบาศก์แปดเหลี่ยมแบบสั้น เป็นทรงตันอาร์คิมีเดียนที่มี 38 หน้า: สี่เหลี่ยมจัตุรัส 6 รูป และ สามเหลี่ยมด้านเท่า 32 รูป มีขอบ 60 ขอบ และจุดยอด 24...

การก่อสร้าง

สามารถสร้างลูกบาศก์แบบสนับได้โดยการดึงหน้าทั้งหกของลูกบาศก์ ออกไปด้านนอก จนไม่สัมผัสกัน จากนั้นหมุนแต่ละหน้าเล็กน้อยรอบจุดศูนย์กลาง (ทั้งหมดตามเข็มนาฬิกาหรือทั้งหมดทวนเข็มนาฬิกา) จนกระทั่งช่องว่างระหว่างหน้าสามารถเติมด้วย รูปสามเหลี่ยมด้านเท่า ได้ [ 2 ]

พิกัดคาร์ทีเซียน

พิกัดคาร์ทีเซียน สำหรับ จุดยอด ของลูกบาศก์สนับคือ การเรียงสับเปลี่ยนคู่ ทั้งหมด ของ ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคู่ พร้อมกับ การเรียงสับเปลี่ยนคี่ ทั้งหมด ที่มีเครื่องหมายบวกเป็นจำนวนคี่ โดยที่คือ ค่าคงที่ของไตรโบนาชชี [ 4 ] การนำ...

คุณสมบัติ

ลูกบาศก์สนับ (snub cube) เป็น ทรงตันอาร์คิมีเดีย น หมายความว่าเป็นทรงหลายเหลี่ยมที่มีสมมาตรสูงและกึ่งปกติ โดยมีหน้ารูปหลายเหลี่ยมปกติที่แตกต่างกันสองหน้าขึ้นไปมาบรรจบกันที่จุดยอด [ 5 ] มันเป็น ทรงหลายเหลี่ยมไครัล หมายความว่าจะมีสองรูปแบบที่แตกต่างกันเมื่อถูก...