معين الأوجه Rhombohedron
| Rhombohedron | |
|---|---|
| Type | prism |
| Faces | 6 rhombi |
| Edges | 12 |
| Vertices | 8 |
| Symmetry group | Ci , [2+,2+], (×), order 2 |
| Properties | convex, equilateral, zonohedron, parallelohedron |
In geometry, a rhombohedron (also called a rhombic hexahedron[1][2] or, inaccurately, a rhomboid[أ]) is a special case of a parallelepiped in which all six faces are congruent rhombi.[3] It can be used to define the rhombohedral lattice system, a honeycomb with rhombohedral cells. A rhombohedron has two opposite apices at which all face angles are equal; a prolate rhombohedron has this common angle acute, and an oblate rhombohedron has an obtuse angle at these vertices. A cube is a special case of a rhombohedron with all sides square.
حالات خاصة
The common angle at the two apices is here given as خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta} . There are two general forms of the rhombohedron: oblate (flattened) and prolate (stretched).
In the oblate case خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta > 90^\circ} and in the prolate case خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta < 90^\circ} . For خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta = 90^\circ} the figure is a cube.
Certain proportions of the rhombs give rise to some well-known special cases. These typically occur in both prolate and oblate forms.
| الشكل | مكعب | √2 Rhombohedron | Golden Rhombohedron |
|---|---|---|---|
| Angle constraints |
خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta=90^\circ} | ||
| Ratio of diagonals | 1 | √2 | Golden ratio |
| Occurrence | Regular solid | Dissection of the rhombic dodecahedron | Dissection of the rhombic triacontahedron |
هندسة الجواسئ
For a unit (i.e.: with side length 1) rhombohedron,[4] with rhombic acute angle خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta~} , with one vertex at the origin (0, 0, 0), and with one edge lying along the x-axis, the three generating vectors are
- e1 : خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \biggl(1, 0, 0\biggr),}
- e2 :
- e3 :
The other coordinates can be obtained from vector addition[5] of the 3 direction vectors: e1 + e2 , e1 + e3 , e2 + e3 , and e1 + e2 + e3 .
The volume خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle V} of a rhombohedron, in terms of its side length خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle a} and its rhombic acute angle خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta~} , is a simplification of the volume of a parallelepiped, and is given by
- خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle V = a^3(1-\cos\theta)\sqrt{1+2\cos\theta} = a^3\sqrt{(1-\cos\theta)^2(1+2\cos\theta)} = a^3\sqrt{1-3\cos^2\theta+2\cos^3\theta}~.}
We can express the volume خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle V} another way :
- خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle V = 2\sqrt{3} ~ a^3 \sin^2\left(\frac{\theta}{2}\right) \sqrt{1-\frac{4}{3}\sin^2\left(\frac{\theta}{2}\right)}~.}
As the area of the (rhombic) base is given by خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle a^2\sin\theta~} , and as the height of a rhombohedron is given by its volume divided by the area of its base, the height خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle h} of a rhombohedron in terms of its side length خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle a} and its rhombic acute angle خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \theta} is given by
- خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle h = a~{(1-\cos\theta)\sqrt{1+2\cos\theta} \over \sin\theta} = a~{\sqrt{1-3\cos^2\theta+2\cos^3\theta} \over \sin\theta}~.}
Note:
- خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle h = a~z} 3 , where خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle z} 3 is the third coordinate of e3 .
The body diagonal between the acute-angled vertices is the longest. By rotational symmetry about that diagonal, the other three body diagonals, between the three pairs of opposite obtuse-angled vertices, are all the same length.
العلاقة بـ orthocentric tetrahedra
Four points forming non-adjacent vertices of a rhombohedron necessarily form the four vertices of an orthocentric tetrahedron, and all orthocentric tetrahedra can be formed in this way.[6]
Rhombohedral lattice
The rhombohedral lattice system has rhombohedral cells, with 6 congruent rhombic faces forming a trigonal trapezohedron[بحاجة لمصدر]:
See also
ملاحظات
المراجع
- ^ Miller, William A. (January 1989). "Maths Resource: Rhombic Dodecahedra Puzzles". Mathematics in School. 18 (1): 18–24. JSTOR 30214564.
- ^ Inchbald, Guy (July 1997). "The Archimedean honeycomb duals". The Mathematical Gazette. 81 (491): 213–219. doi:10.2307/3619198. JSTOR 3619198.
- ^ Coxeter, HSM. Regular Polytopes. Third Edition. Dover. p.26.
- ^ Lines, L (1965). Solid geometry: with chapters on space-lattices, sphere-packs and crystals. Dover Publications.
- ^ "Vector Addition". Wolfram. 17 May 2016. Retrieved 17 May 2016.
- ^ Court, N. A. (October 1934), "Notes on the orthocentric tetrahedron", American Mathematical Monthly 41 (8): 499–502, doi:.