Tetrahedron

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5. joulukuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 36 muokkausta .

Tetrahedroni ( muinainen kreikka τετρά-εδρον  " Tetrahedron " [1]τέσᾰρες / τέσερες / τέττᾰρες / τέττορες / τέτορες "  4 + ἕδρα  " SEAT "), SILMÄT TRILIO " .

Tetraedri on kolmion muotoinen pyramidi , kun mikä tahansa pinnasta otetaan pohjana. Tetraedrillä on 4 pintaa, 4 kärkeä ja 6 reunaa. Tetraedria, jonka kaikki pinnat ovat tasasivuisia kolmioita , kutsutaan säännölliseksi. Säännöllinen tetraedri on yksi viidestä säännöllisestä polyhedrasta .

Ominaisuudet

Tetraedrien tyypit

Isoedrinen tetraedri

Kaikki sen pinnat ovat kolmioita, jotka ovat yhtä suuret toistensa kanssa. Isoedrisen tetraedrin kehitys on kolmio, joka on jaettu kolmella keskiviivalla neljään yhtä suureen kolmioon . Isoedrisessä tetraedrissä korkeuksien kannat, korkeuksien keskipisteet ja pintojen korkeuksien leikkauspisteet sijaitsevat yhden pallon pinnalla (12 pisteen pallo) ( Eulerin ympyrän analogi kolmio ).

Isoedrisen tetraedrin ominaisuudet:

Ortosentrinen tetraedri

Kaikki kärjestä vastakkaisiin pintoihin pudotetut korkeudet leikkaavat yhdessä pisteessä.

Suorakulmainen tetraedri

Kaikki yhden kärjen vieressä olevat reunat ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Suorakaiteen muotoinen tetraedri saadaan katkaisemalla suorakaiteen muotoisesta suuntaissärmiöstä tasainen tetraedri .

Skeleton tetrahedron

Se on tetraedri, joka täyttää jonkin seuraavista ehdoista [4] :

Suhteellinen tetraedri

Tällä tyypillä on yhtä suuri kaksikorkeus .

Suhteellisen tetraedrin ominaisuudet:

Insentrinen tetraedri

Tässä tyypissä segmentit, jotka yhdistävät tetraedrin kärjet vastakkaisille pinnoille piirrettyjen ympyröiden keskipisteisiin, leikkaavat yhdessä pisteessä. Insentrinen tetraedrin ominaisuudet:

Säännöllinen tetraedri

Tämä on isoedrinen tetraedri, jossa kaikki pinnat ovat säännöllisiä kolmioita . Se on yksi viidestä platonisesta kiintoaineesta .

Säännöllisen tetraedrin ominaisuudet:

Tetraedrin tilavuus

tai

missä  on minkä tahansa kasvon pinta-ala, ja mikä  on näille kasvoille pudonnut korkeus.

missä

D = | yksi cos ⁡ γ cos ⁡ β cos ⁡ γ yksi cos ⁡ α cos ⁡ β cos ⁡ α yksi | . {\displaystyle D={\begin{vmatrix}1&\cos \gamma &\cos \beta \\\cos \gamma &1&\cos \alpha \\\cos \beta &\cos \alpha &1\end{vmatrix)) .}

missä

Huomautus

On olemassa analogi Heronin kaavalle tetraedrin tilavuudelle [6]

Tetraedrin kaavat karteesisissa koordinaateissa avaruudessa

Nimitykset:

ovat tetraedrin kärkien koordinaatit.

.

missä on ensimmäistä kärkeä vastakkaisen kasvon pinta-ala, on toista kärkeä vastakkaisen kasvon pinta-ala ja niin edelleen.

Näin ollen piirretyn pallon yhtälö:

Ensimmäistä kärkeä vastapäätä olevan määritellyn pallon yhtälö:

Ensimmäistä ja toista kärkeä vastapäätä olevan määritetyn pallon yhtälö (tällaisten pallojen lukumäärä voi vaihdella nollasta kolmeen):

Tetraedrikaavat barysentrisissä koordinaateissa

Nimitykset:

 ovat barysentrisiä koordinaatteja.

Sitten

missä on perustetraedrin tilavuus.

Anna ja niin edelleen.

Sitten kahden pisteen välinen etäisyys on:

Kolmio- ja tetraedrikaavojen vertailu

Alue (tilavuus)
, missä on pisteiden 1 ja 2 välinen etäisyys
,

missä on pintojen 1 ja 2 välinen kulma ja pisteiden 1 ja 2 vastakkaisten pintojen alueet

Puolittajan pituus (pinta-ala).
Keskipituus
Piirretyn ympyrän säde (pallo)
Piirretyn ympyrän (pallon) säde
, missä on sivuineen kolmion pinta-ala
Kosinilause
,

missä on pintojen 1 ja 2 välinen kulma ja pisteiden 1 ja 2 vastakkaisten pintojen alueet, on matriisielementin algebrallinen komplementti

Sinilause
,

missä ovat kärkien 1, 2, 3, 4 vastakkaisten pintojen alueet, missä ovat kärjen dihedraaliset kulmat.

Lause kolmion kulmien summasta (tetraedrin dihedraalisten kulmien suhde)
,

missä on pintojen 1 ja 2 välinen kulma

Etäisyys piirrettyjen ja kuvattujen ympyröiden (pallojen) keskipisteiden välillä
,

missä ovat pisteiden 1, 2, 3, 4 vastakkaisten pintojen alueet.

Toinen lausekkeen ilmaus: missä on rajatun pallon keskipisteen ja pallon keskipisteen välinen etäisyys, joka kulkee kolmen kärjen ja yhden keskipisteen kautta.

Tetraedri ei-euklidisissa tiloissa

Ei-euklidisen tetraedrin tilavuus

Ei-euklidisten tetraedrien tilavuuden löytämiseksi on monia kaavoja. Esimerkiksi Derevnin-Mednykh-kaava [7] hyperboliselle tetraedrille ja J. Murakamin kaava [8] pallomaiselle tetraedrille. Tetraedrin tilavuutta pallomaisessa avaruudessa ja Lobatševskin avaruudessa ei yleensä ilmaista alkeisfunktioiden kautta .

Tetraedrin kaksitahoisten kulmien välinen suhde

pallomaiselle tetraedrille.

hyperboliselle tetraedrille.

Missä on Gram-matriisi pallomaisen ja hyperbolisen tetraedrin dihedraalikulmille.

 on kärjen i:n ja j:n vastakkaisten pintojen välinen kulma.

Kosinilause

— pallomaiselle ja hyperboliselle tetraedrille.

pallomaiselle tetraedrille.

hyperboliselle tetraedrille.

Missä on Gram-matriisi pallomaisen tetraedrin pelkistetyille reunoille.

on Gram-matriisi hyperbolisen tetraedrin pelkistetyille reunoille.

 — pienempi etäisyys i- ja j-pisteiden välillä.

on matriisin algebrallinen komplementti .

Sinilause

— pallomaiselle ja hyperboliselle tetraedrille.

Piirretyn pallon säde

pallomaiselle tetraedrille.

Toinen tapa kirjoittaa lauseke: , missä ovat tetraedrin kasvojen normaalit.

Tai tetraedrin kärkien koordinaateilla: .


- hyperboliselle tetraedrille

Kirjoitetun pallon säde

pallomaiselle tetraedrille.

Toinen tapa kirjoittaa lauseke on , missä ovat tetraedrin kärkien yksikkösädevektorit.

hyperboliselle tetraedrille.

Etäisyys piirretyn ja rajatun pallon keskipisteiden välillä

pallomaiselle tetraedrille.

Tetraedrikaavat barysentrisissä koordinaateissa

pallomaiselle tetraedrille.

pallomaiselle tetraedrille.

Tetrahedra mikrokosmuksessa


Tetrahedra luonnossa

Jotkut hedelmät, joita on toisaalta neljä, sijaitsevat tetraedrin kärjessä lähellä säännöllistä. Tämä rakenne johtuu siitä, että neljän identtisen pallon keskipisteet, jotka koskettavat toisiaan, sijaitsevat säännöllisen tetraedrin huipuissa. Siksi pallomaiset hedelmät muodostavat samanlaisen keskinäisen järjestelyn. Esimerkiksi saksanpähkinät voidaan järjestää tällä tavalla .

Tetrahedra tekniikassa

Tetrahedra filosofiassa

"Platon sanoi, että tulen pienimmät hiukkaset ovat tetraedria" [10] .

maallinen yhteiskunta. Yksi naisista kertoo unensa:

- Hyvät herrat, näin tänään kauhean unen! Ihan kuin työntäisin sormeni sisään

suu - eikä siinä ole yhtään hammasta!

Rževski:

-- Rouva -- luultavasti laitoit sormesi väärään paikkaan ( tetraedri ) ...

Katso myös

Muistiinpanot

  1. Dvoretskin antiikin kreikka-venäläinen sanakirja "τετρά-εδρον" (pääsemätön linkki) . Haettu 20. helmikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. joulukuuta 2014. 
  2. Selivanov D. F. ,. Geometrinen runko // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  3. Gusyatnikov P.B., Reznichenko S.V. Vektorialgebra esimerkeissä ja ongelmissa . - M . : Korkeakoulu , 1985. - 232 s. Arkistoitu 10. tammikuuta 2014 Wayback Machineen
  4. V. E. MATIZEN Isoedrinen ja runkotetraedri "Quantum" nro 7, 1983
  5. Modenov P.S. Ongelmia geometriassa. - M . : Nauka, 1979. - S. 16.
  6. Markelov S. Kaava tetraedrin tilavuudelle // Matemaattinen koulutus. Ongelma. 6. 2002. s. 132
  7. Lähde . Haettu 31. maaliskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 30. elokuuta 2017.
  8. Lähde . Haettu 31. maaliskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 31. maaliskuuta 2018.
  9. http://knol.google.com/k/trigger#view Arkistoitu 23. marraskuuta 2010 Wayback Machine Triggerissä
  10. Werner Heisenberg. Kvanttiteorian juuret. M. 2004 s. 107

Kirjallisuus