基本 例題100 多面体の面,辺, 頂点の数
O0000
正二十面体の各辺の中点を通る平面で,すべてのかどを切り
取ってできる多面体の面の数f,辺の数 e, 頂点の数ひを,そ
れぞれ求めよ。
p.461 基本事項2
指針> このようなタイプの問題では,切り取られる面の形や面の数に注目する。
まず,もとの正二十面体について, 頂点の数, 辺の数を調べることから始める。
一正多面体の辺の数
正多面体の頂点の数、(1つの面の頂点の数)× (面の数)= (1つの頂点に集まる面の割
問題の多面体の頂点の数 ひ,辺の数 e, 面の数fの3つのうち, 2つがわかれば,残り1っ
は オイラーの多面体定理 ひーe+f=2 から求められる。
なお,この定理は,下の CHART で示すように, e=ひ+f-2 の形の方が覚えやすい。
、(1つの面の辺の数〉x(面の数)-2
ト ン
CHART
オイラーの多面体定理 e3Dv+f-2
に引け
(辺の数)=(頂点の数) + (面の数)-2
線
は
帳
面
の
解答
正二十面体は,各面が正三角形であり, 1つの頂点に集まる面|問題の多面体は、次の図のよ
の数は5である。したがって, 正二十面体の
うになる。この多面体を
ニ十面十二面体
ということがある。
面の
辺の数は
3×20-2=30
頂点の数は
3×20-5=12
の
次に,問題の多面体について考える。
|正二十面体の1つのかどを切り取ると, 新しい面として正五角
形が1つできる。
のより,正五角形が12個できるから, この数だけ, 正二十面体
より面の数が増える。
したがって,面の数は
辺の数は,正五角形が12個あるから
イ正二十面体の各辺の中点が、
問題の多面体の頂点になる
ことに着目して、頂点の数
から先に求めてもよい。
f=20+12=32
e=5×12=60
頂点の数は、オイラーの多面体定理から
ひ=60-32+2=30