ทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า
| ทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า | |
|---|---|
| พิมพ์ | ปริซึมเพลซิโอเฮดรอน |
| ใบหน้า | สี่เหลี่ยมผืนผ้า 6 รูป |
| ขอบ | 12 |
| จุดยอด | 8 |
| คุณสมบัติ | นูน , zonohedron , isogonal |
ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากเป็นกรณีพิเศษของทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากที่มี หน้าเป็นรูป สี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยที่ มุมไดเฮดรัลทั้งหมดเป็นมุมฉากรูปทรงนี้เรียกอีกอย่างว่าทรงสี่เหลี่ยมด้านขนานหรือ ทรงสี่เหลี่ยมด้านขนาน ตั้งฉาก[ a ]
นักเขียนหลายคนเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก" โดยไม่ได้ระบุว่าเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า แต่บางคนใช้คำว่าทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากเพื่ออ้างถึงกลุ่มของทรงหลายเหลี่ยมที่มีหน้าสี่เหลี่ยม 6 หน้า [ 1 ]
คุณสมบัติ
ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากเป็นทรงหลายเหลี่ยมนูน ที่มี หน้า เป็นรูป สี่เหลี่ยมผืนผ้า 6 หน้า มุมไดเฮดรัลของทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากทั้งหมดเป็นมุมฉากและหน้าตรงข้ามมีขนาดเท่ากัน [ 2 ] เนื่องจากหน้าทั้ง 6 หน้าตั้งฉากกัน ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากจึงถูกจัดเป็นทรงหลายเหลี่ยมนูนตั้งฉาก [ 3 ] ตามคำจำกัดความ ทำให้มันเป็นปริซึมสี่เหลี่ยมมุมฉาก ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากอาจถูกเรียกกันทั่วไปว่า "กล่อง" (ตามวัตถุจริง ) ถ้าหน้าตรงข้าม 2 หน้ากลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสผลลัพธ์ที่ได้อาจเป็นปริซึมสี่เหลี่ยมมุมฉากแบบพิเศษอีกแบบหนึ่ง เรียกว่าทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส [ b ] สามารถแสดงได้ในรูปกราฟปริซึม [ 4 ] [ c ] ในกรณีที่หน้าทั้ง 6 หน้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ผลลัพธ์ที่ได้คือลูกบาศก์[ 5 ]
ถ้าทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากมีความยาวความกว้างและความสูงแล้ว: [ 6 ]
- ปริมาตรของมันคือผลคูณของพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าและความสูง:
- พื้นที่ผิวของมันคือผลรวมของพื้นที่ของทุกด้าน:
- สามารถหาเส้นทแยงมุมของ รูปสามเหลี่ยมมุมฉากได้โดยการสร้างรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีความสูงเท่ากับ 1 โดยมีฐานเป็นเส้นทแยงมุมของ หน้าสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาด x 1จากนั้นคำนวณความยาวของด้านตรงข้ามมุมฉากโดยใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส :
รูปร่าง
รูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าทรงลูกบาศก์มักใช้สำหรับกล่อง ตู้ ห้อง อาคาร ภาชนะ ตู้เก็บของ หนังสือ โครงคอมพิวเตอร์ที่แข็งแรง อุปกรณ์การพิมพ์ อุปกรณ์โทรศัพท์แบบสัมผัส เครื่องซักผ้าและเครื่องอบผ้า เป็นต้น รูปทรงนี้เป็นหนึ่งในรูปทรงเรขาคณิตสามมิติที่สามารถปูพื้นผิวได้รูปทรงนี้ค่อนข้างอเนกประสงค์ สามารถบรรจุสี่เหลี่ยมผืนผ้าทรงลูกบาศก์ขนาดเล็กหลายๆ อันได้ เช่นก้อนน้ำตาลในกล่อง กล่องในตู้ ตู้ในห้อง และห้องในอาคาร
นักจิตวิทยาชาวอเมริกันJoy Paul Guilfordได้สร้างแบบจำลองลูกบาศก์สามมิติขนาด 5×4×6 ที่เรียกว่า "ลูกบาศก์ของ Guilford" ซึ่งแสดงวิธีการคิดที่เป็นไปได้ 120 วิธีที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสติปัญญา แต่ละมิติแสดงถึงปัจจัยทางจิต ซึ่งประกอบด้วยการดำเนินการห้าอย่าง ( การรับรู้ความจำการคิดแบบบรรจบ การคิดแบบกระจายและการประเมิน ) เนื้อหาสี่อย่าง (เชิงรูปธรรม เชิงสัญลักษณ์เชิงความหมายและเชิงพฤติกรรม ) และผลลัพธ์หกอย่าง (หน่วย ประเภท ความสัมพันธ์ ระบบ การเปลี่ยนแปลง และนัยยะ) [ 7 ]การขยายเป็นลูกบาศก์ขนาด 5×5×6 โดยการเพิ่มเนื้อหาสองปัจจัย ซึ่งแทนที่เชิงรูปธรรมด้วยภาพและเสียง ทำให้ได้วิธีการที่เป็นไปได้ 150 วิธี[ 8 ]
โพลีเฮดราที่เกี่ยวข้อง
ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากที่มีขอบเป็นจำนวนเต็ม รวมถึงเส้นทแยงมุมของหน้าเป็นจำนวนเต็ม เรียกว่าอิฐออยเลอร์ตัวอย่างเช่น มีด้านยาว 44, 117 และ 240 ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากสมบูรณ์คือ อิฐออยเลอร์ที่มีเส้นทแยงมุมเป็นจำนวนเต็ม ปัจจุบันยังไม่ทราบว่าทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากสมบูรณ์มีอยู่จริงหรือไม่[ 9 ]
จำนวนเน็ต ที่แตกต่างกัน สำหรับลูกบาศก์ธรรมดาคือ 11อย่างไรก็ตาม จำนวนนี้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเป็นอย่างน้อย 54 สำหรับทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากที่มีความยาวต่างกันสามด้าน[ 10 ]
ดูเพิ่มเติม
- ไฮเปอร์เรคแทงเกิล—การขยายแนวคิดของสี่เหลี่ยมผืนผ้า;
- กรอบล้อมรอบขั้นต่ำ—การวัดขนาดของทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากที่จุดทุกจุดอยู่ภายใน
- เกลียวลูกบาศก์ปาโดวาน—เกลียวที่สร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อเส้นทแยงมุมของหน้าของลูกบาศก์ที่เรียงต่อกันซึ่งนำมาต่อกับลูกบาศก์หน่วย
- ปัญหาแมงมุมและแมลงวัน—ปัญหาที่ถามถึงเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างสองจุดบนพื้นผิวของทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก
ลิงก์ภายนอก
- ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "ทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก" . MathWorld .
- แบบจำลองกระดาษและภาพวาดปริซึมสี่เหลี่ยมผืนผ้าและทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก