Равногранный тетраэдр
Равногранный тетраэдр — определённый тип тетраэдра в евклидовом пространстве.
По-видимому, впервые равногранные тетраэдры подробно изучались Адольфом Шмидтом в 1884 году[1] и Давидом Бессо в 1886 году[2]. В 1935 году свойства равногранных тетраэдров систематически изложены в книге[3].
Определение
Тетраэдр называется равногранным, если все его грани — равные между собой треугольники.
Свойства
Существует ряд эквивалентных определений равногранного тетраэдра:
- описанный около него параллелепипед — прямоугольный;
- его развёртка, полученная при разрезании его по трём сходящимся в одной вершине рёбрам, — треугольник (этот треугольник должен быть остроугольным, потому что тупоугольный или прямоугольный при сгибании по средним линиям не сложится в тетраэдр);
- его развёртка, полученная при разрезании ломаной из трёх звеньев, — параллелограм;
- у него имеется три оси симметрии — это общие перпендикуляры, проведённые к противоположным рёбрам, они же бимедианы;
- все его трёхгранные углы равны
- сумма углов треугольников при каждой вершине равна );
- сумма косинусов двугранных углов при каждой вершине равна 1;
- все его медианы равны;
- все его высоты равны;
- центры вписанной и описанной сфер и центроид совпадают;
- радиусы окружностей описанных около граней равны;
- периметры граней равны;
- площади граней равны;
- противоположные двугранные углы равны;
- противоположные рёбра равны;
- центры вневписанных сфер лежат на описанной сфере;
- среди выпуклых многогранников, равногранные тетраэдры и только они допускают произвольно длинные замкнутые геодезические без самопересечений на своих поверхностях;[4] (То же свойство выделяет равногранные тетраэдры среди всех замкнутых выпуклых поверхностей.[5])
- тетраэдр является равногранным если и только если выполняется равенство . Здесь , , , и — объём тетраэдра .[6]
Примечания
- Ad. Schmidt, Das gleichseitige Tetraeder, Schlömilch Z. XXIX, 321—343 (1884).
- D. Besso, Sul tetraedro a facce eguali, Besso Per. I. 1-12 (1886).
- P. Couderc, A. Balliccioni. Premier livre du tétraèdre. A l’usage des élèves de première, de mathématiques, des candidats aux grandes écoles et à l’agrégation. Paris, Gauthier-Villars (1935). 204 p.
- В. Ю. Протасов. О числе замкнутых геодезических на многограннике // УМН. — 2008. — Т. 63, № 5(383). — С. 197–198.
- Akopyan, Arseniy; Petrunin, Anton; Long Geodesics on Convex Surfaces. Math. Intelligencer 40 (2018), no. 3, 26—31, arXiv:1702.05172
- M. Mazur. An inequality for the volume of a tetrahedron (англ.) // The American Mathematical Monthly. — 2018. — Т. 125, № 3. — С. 273—275. — ISSN 0002-9890.
Литература
- В. Александров. Вращающееся кольцо тетраэдров «Квант», № 5, 2001 г. С.31.
- В. В. Прасолов, И. Ф. Шарыгин Задачи по стереометрии. М.: Наука, 1989. 288 с ISBN 5-02-013921-1; Тираж 163000 экз. Серия Библиотека математического кружка, выпуск 19.
Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.