Удлиненная пятиугольная бипирамида

16-е тело Джонсона; пятиугольная призма, увенчанная пирамидами
Удлиненная пятиугольная бипирамида
ТипДжонсон
Дж 15Дж 16Дж 17
Лица10 треугольников
5 квадратов
Края25
Вершины12
Конфигурация вершины10(3 2 .4 2 )
2(3 5 )
Группа симметрииД , [5,2], (*522)
Группа вращенияД 5 , [5,2] + , (522)
Двойной многогранникПятиугольный бифрустум
Характеристикивыпуклый
Сеть

В геометрии вытянутая пентагональная бипирамида — многогранник, образованный присоединением двух пентагональных пирамид к основанию пятиугольной призмы . Это пример тела Джонсона .

Строительство

Вытянутая пятиугольная бипирамида построена из пятиугольной призмы путем присоединения двух пятиугольных пирамид к ее основаниям, процесс называется удлинением . Эти пирамиды покрывают пятиугольные грани так, что полученный многогранник состоит из десяти равносторонних треугольников и пяти квадратов . [1] [2] Выпуклый многогранник, в котором все грани являются правильными многоугольниками, называется телом Джонсона . Вытянутая пятиугольная бипирамида входит в их число и называется шестнадцатым телом Джонсона . [3] Дж. 16 {\displaystyle J_{16}}

Характеристики

Площадь поверхности вытянутой пятиугольной бипирамиды равна сумме площадей всех многоугольных граней: десяти равносторонних треугольников и пяти квадратов. Ее объем можно определить, разбив ее на две пятиугольные пирамиды и одну правильную пятиугольную призму, а затем сложив ее объем. Для вытянутой пятиугольной бипирамиды с длиной ребра их можно сформулировать как: [2] А {\displaystyle А} В {\displaystyle V} а {\displaystyle а} А = 5 2 ( 2 + 3 ) а 2 9.330 а 2 , В = 1 12 ( 5 + 5 + 3 5 ( 5 + 2 5 ) ) а 3 2.324 а 3 . {\displaystyle {\begin{aligned}A&={\frac {5}{2}}\left(2+{\sqrt {3}}\right)a^{2}\approx 9.330a^{2},\\V&={\frac {1}{12}}\left(5+{\sqrt {5}}+3{\sqrt {5\left(5+2{\sqrt {5}}\right)}}\right)a^{3}\approx 2.324a^{3}.\end{aligned}}}

3D модель вытянутой пятиугольной бипирамиды

Она имеет ту же трехмерную группу симметрии, что и пятиугольная призма, двугранную группу порядка 20. Ее двугранный угол можно вычислить, сложив угол пятиугольной пирамиды и пятиугольной призмы: [4] Д 5 час {\displaystyle D_{5\mathrm {h} }}

  • двугранный угол вытянутой пятиугольной бипирамиды между двумя соседними треугольными гранями равен углу пятиугольной пирамиды между ними, т. е. 138,19°.
  • двугранный угол вытянутой пятиугольной бипирамиды между двумя соседними квадратными гранями равен углу правильной пятиугольной призмы, внутренний угол правильного пятиугольника — 108°.
  • двугранный угол вытянутой пятиугольной бипирамиды между квадратом и треугольником равен сумме двугранного угла пятиугольной пирамиды между треугольником и пятиугольником и двугранного угла пятиугольной призмы между квадратом и пятиугольником, 37,38° + 90° = 127,38°.

Двойственной к вытянутой квадратной бипирамиде является пятиугольный бифрустум .

Ссылки

  1. ^ Раджваде, AR (2001), Выпуклые многогранники с условиями регулярности и третья проблема Гильберта, Тексты и чтения по математике, Hindustan Book Agency, doi :10.1007/978-93-86279-06-4, ISBN 978-93-86279-06-4.
  2. ^ ab Берман, Мартин (1971), «Выпуклые многогранники с правильными гранями», Журнал Института Франклина , 291 (5): 329–352 , doi :10.1016/0016-0032(71)90071-8, MR  0290245.
  3. ^ Фрэнсис, Даррил (август 2013 г.), «Твердые тела Джонсона и их аббревиатуры», Word Ways , 46 (3): 177.
  4. ^ Джонсон, Норман В. (1966), «Выпуклые многогранники с правильными гранями», Канадский журнал математики , 18 : 169–200 , doi : 10.4153/cjm-1966-021-8 , MR  0185507, S2CID  122006114, Zbl  0132.14603.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Elongated_pentagonal_bipyramid&oldid=1247823841"