Λίγα λόγια για τα Πλατωνικά και Αρχιµήδεια Στερεά



Σχετικά έγγραφα

Θέμα: «Κωνσταντίνος και Ελένη. Ήσαν Άγιοι και οι δύο.» (Κ + Ε = Α + 2). Την εποχή της Στερεομετρίας.

εγγράφοντας κανονικά πολύγωνα σε τόρους, δηλαδή στερεούς δακτυλίους µε κυκλική τοµή, και επίσης τα µελετά µε πυραµίδες. [Β-4, σελ 58].

Ανθή Μαρία Κουρνιάτη. Νίκος Κουρνιάτης

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΕΡΕΑ. Κεφάλαιο 13: Ερωτήσεις του τύπου «Σωστό-Λάθος»

Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΚΟΣΜΩΝ

1. * Η κάθετη τοµή ορθού κανονικού τριγωνικού πρίσµατος είναι τρίγωνο Α. ισοσκελές. Β. ισόπλευρο. Γ. ορθογώνιο.. αµβλυγώνιο. Ε. τυχόν.

συµµετρίες που αντιστοιχούν σε έναν από τους άξονες συµµετρίας του τετράεδρου.

Αρβανίτη Μαρία Ελένη Κρυσταλλίδης Περικλής. Μάθημα : «Θέμα» Επιβλέπουσα : Λαμπροπούλου Σοφία ΣΕΜΦΕ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Ο ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ 11.1 ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΝΟΝΙΚΟΥ ΠΟΛΥΓΩΝΟΥ 11.2 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΩΝΩΝ

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2014

τέτοιους ώστε ο ένας να είναι µέσος των άλλων, δηλαδή

1 ο Γυµνάσιο Μελισσίων Λέσχη Ανάγνωσης ΤΡΙΧΟΤΟΜΗΣΗ ΓΩΝΙΑΣ. Η δική µας Εικασία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Ο ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ 11.3 ΕΓΓΡΑΦΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΩΝΩΝ ΣΕ ΚΥΚΛΟ ΚΑΙ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥΣ

ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ ΑΠΟ ΤΟΝ ΤΙΜΑΙΟ ΩΣ ΤΟΝ FELIX KLEIN KAI ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΤΟΥ ERLANGEN

Το επίπεδο του ημιεπιπέδου σ χωρίζει το χώρο σε δύο ημιχώρους. Καλούμε Π τ τον ημιχώρο στον οποίο βρίσκεται το ημιεπίπεδο τ Επίσης, το επίπεδο του

Θέμα [2] Γεωμετρία: ΣΤΕΡΕΑ: [Ονοματολογία Συμβολισμός] Η έννοια της μεταβλητής -Απλές εξισώσεις. [ο προγραμματισμός]

ΧΑΛΚΙΔΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΤΑΞΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΔΑΜΙΑΝΟΣ ΓΙΑΝΝΗΣ 6ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΧΑΛΚΙΔΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΤΑΞΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2014

ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ. ΕΥΚΛΕΙΔΕΙΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΚΑΙ ΟΙ ΟΥΡΑΝΟΙ. Του Αλέκου Χαραλαμπόπουλου

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΟΧΟΙ: Με τη συμπλήρωση του στόχου αυτού θα μπορείτε να: Σχεδιάζετε τρίγωνα, τετράπλευρα και πολύγωνα.

ΓΥΜΝΑΣΜΑΤΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ Κασαπίδης Γεώργιος Μαθηματικός Ο τύπος του Euler για τα πολύεδρα

Εαρινό εξάμηνο Χ. Χαραλάμπους ΑΠΘ

ιαχειριστής Έργου ΣΟΥΓΑΡΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Ιούνιος 14

δ [4]. Εὐθεῖα γραμμή ἐστιν, ἥτις ἐξ ἴσου τοῖς ἐφʹ ἑαυτῆς σημείοις κεῖται.

ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ

τ και τ' οι ημιπερίμετροι των βάσεων, Β και β τα εμβαδά των βάσεων, υ το ύψος και υ' το παράπλευρο ύψος της πυραμίδας.


1. ** Σε ορθό τριγωνικό πρίσµα µε βάση ορθογώνιο τρίγωνο ΑΒΓ (A = 90 ) και πλευρές ΑΓ = 3 cm, ΒΓ = 5 cm, η παράπλευρη ακµή του είναι 7 cm.

Βασικές Γεωμετρικές έννοιες

Ερωτήσεις ανάπτυξης. β) Το Ε ΑΒΓ = 3Ε ΒΟΓ = 3 ΒΓ ΟΗ = = 2. Η κεντρική γωνία ω του κανονικού ν-γώνου δίδεται από τον τύπο:

Τοπογραφία Γεωμορφολογία (Εργαστήριο) Ενότητα 13: Ογκομετρήσεις Δρ. Γρηγόριος Βάρρας

βοήθεια ευθείας και κύκλου. Δεν ισχύει όμως το ίδιο για την παρεμβολή δύο μέσων αναλόγων η οποία απαιτεί τη χρησιμοποίηση διαφορετικών 2

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΓΙΩΡΓΟΣ Ε. ΛΕΥΚΑΔΙΤΗΣ ΕΥΑ Κ. ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΟΥ ΜΕΛΕΤH ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΗΜΙΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΕΔΡΩΝ

ΤΕΤΡΑΔΙΟ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ε ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ. Γεωμετρικά σχήματα - Η περίμετρος. Ενότητα 8. β τεύχος

4.1 Εύρεση του Συνόλου των ιεργασιών Συμμετρίας ενός Μορίου

Κύκλου μέτρησις. Δημιουργία: Τεύκρος Μιχαηλίδης. Ολοκληρωμένο διδακτικό σενάριο. Μαθηματικό Εργαστήρι Β Αθήνας

Θέμα: Αποδείξεις της τριγωνικής ανισότητας

4.4 Η ΠΥΡΑΜΙ Α ΚΑΙ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2014

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α. Γεωμετρικές κατασκευές. 1. Μεσοκάθετος ευθυγράμμου τμήματος. 2. ιχοτόμος γωνίας. 3. ιχοτόμος γωνίας με άγνωστη κορυφή. 4.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΠΕΡΙ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΗΜΙΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΕ ΡΩΝ ΤΟΥ ΤΡΙ ΙΑΣΤΑΤΟΥ ΕΥΚΛΕΙ ΕΙΟΥ ΧΩΡΟΥ

ραστηριότητες στο Επίπεδο 1.

Η ΧΡΥΣΗ ΤΟΜΗ ΣΤΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΚΑΙ ΤΗ ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΡΙΑ

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2014

Κανονικά πολύγωνα Τουρναβίτης Στέργιος

Τεχνικό Σχέδιο. Ενότητα 2.1: Στοιχεία Γεωμετρίας του Χώρου. Σταματίνα Γ. Μαλικούτη Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε.

ραστηριότητες στο Επίπεδο 0.

Ιδιότητες τετραπλεύρων / Σύγκριση τριγώνων / Πυθαγόρειο Θεώρημα Θεμελιώδη θεωρήματα / Προτάσεις /

Σε τρίγωνο ΑΒΓ το τετράγωνο πλευράς απέναντι από οξεία γωνία ισούται με το άθροισμα των τετραγώνων των άλλων δύο πλευρών ελαττωμένο κατά το διπλάσιο τ

Σημειώσεις Ανάλυσης Ι. Θεωρούμε γνωστούς τους φυσικούς αριθμούς

MATHematics.mousoulides.com

1. ** Σε κύκλο ακτίνας R = 3 cm είναι περιγεγραµµένο ισόπλευρο τρίγωνο. Να υπολογίσετε: α) Την πλευρά του. β) Το εµβαδόν του.

2 Β Βάσεις παραλληλογράµµου Βαρύκεντρο Γ Γεωµετρική κατασκευή Γεωµετρικός τόπος (ς) Γωνία Οι απέναντι πλευρές του. Κέντρο βάρους τριγώνου, δηλ. το σηµ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κεφάλαιο 2: Αναλογίες - Ομοιότητα Κεφάλαιο 3: Πυθαγόρειο Θεώρημα (και μετρικές σχέσεις) Κεφάλαιο 4: Εμβαδά ευθυγράμμων σχημάτων

Ιστορία των Μαθηματικών

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΑΛΓΕΒΡΑ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Οι άγγελοι του Γιάννη Κοντός Γιάννης Γιαννούλη Βασιλική Καΐκα Χαρά Μπαρμπαλιά Γεωργία

Σωστό -λάθος. 3) Δύο ευθείες κάθετες προς μία τρίτη ευθεία είναι μεταξύ τους παράλληλες.

Εαρινό Εξάμηνο Χ. Χαραλάμπους ΑΠΘ

η ιδιότητα της διαµέσου. 4. Ορισµός Ισοσκελές τραπέζιο λέγεται το τραπέζιο του οποίου οι µη παράλληλες πλευρές είναι ίσες.

Οι Πλακοστρώσεις στο Sketchpad v4 ως διαισθητικό θεμέλιο για την ανάπτυξη παραγωγικών συλλογισμών

1.2 ΓΩΝΙΑ ΒΑΣΙΚΑ ΕΠΙΠΕ Α ΣΧΗΜΑΤΑ

Η ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

Φύλλο 2. Δράσεις με το λογισμικό Cabri-geometry 3D

Εὐκλείδεια Γεωµετρία

ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΩΝΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ Σελίδα 1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΑΛΓΕΒΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ B ΓΥΝΜΑΣΙΟΥ. 1. Να λυθούν οι εξισώσεις και οι ανισώσεις :

Παράλληλες Ευθείες. Αθανασίου Δημήτριος (Μαθηματικός)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΑΡΙΘΜΟΙ ΠΡΟΛΕΓΟΜΕΝΑ 17. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 25 Οι φυσικοί αριθμοί και η αναπαράστασή τους

6 Γεωμετρικές κατασκευές

Ο Υπολογισμός του π από τον Αρχιμήδη. Οι πιο σημαντικές συνεισφορές του Αρχιμήδη στα Μαθηματικά ανήκουν στον Ολοκληρωτικό Λογισμό.

Επιβλέπων Καθηγητής : ΟΥΡΑΝΙΑ ΓΙΑΝΝΑΡΑΚΗ

ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Περιεχόμενα ΑΡΙΘΜΟΙ ΠΡΟΛΕΓΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ. Κεφάλαιο Πρώτο Οι φυσικοί αριθμοί και η αναπαράστασή τους

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΤΡΙΓΩΝΩΝ Δρ Μιχάλης ΛΑΜΠΡΟΥ, Καθηγητής Μαθηματικών

(1) (2) A ΑE Α = AΒ (ΑΒΕ) (Α Ε)

ΤΟΜΕΑΣ Ι ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 1Ο ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ Ο ΚΥΒΟΣ, ΤΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ, ΔΥΟ ΠΑΙΧΝΙΔΙΑ ΚΑΙ ΕΝΑ ΠΡΟΝΟΜΙΟ ΕΦΕΥΡΕΣΕΩΣ

4 Ομάδες Σημείου. - Ευχέρεια στην εκτέλεση των αντίστοιχων διεργασιών συμμετρίας περιστροφής, στροφοκατοπτρισμού, κατοπτρισμού και αναστροφής.

ο χρυσός φ Στην άκρη του νήµατος βρίσκονται πέντε ερωτήµατα καθένα από τα οποία περιµένει την απάντησή του

Ενδεικτικό Φύλλο Εργασίας 1. Ορθογώνιο Παραλληλεπίπεδο - Κύβος

ΑΞΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Εισαγωγή

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ( α μέρος )

66 Γεωμετρία Σχήμα 11.1: Το ΜΝ είναι κοινό μέτρο των και ΓΔ. τόσο ανατρεπτική που απαγόρευσαν να διαδοθεί αυτή η γνώση. Οταν μάλιστα ο *** παρέβει την

ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ - ΑΣΥΜΜΕΤΡΑ ΜΕΓΕΘΗ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Οι άγγελοι του Γιάννη Κοντός Γιάννης Γιαννούλη Βασιλική Καΐκα Χαρά Μπαρμπαλιά Γεωργία

Ενδεικτικό Φύλλο Εργασίας 1. Ορθογώνιο Παραλληλεπίπεδο - Κύβος

Εαρινό Εξάμηνο Χ. Χαραλάμπους ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών, ΑΠΘ

ΣΧΕΣΗ ΘΕΩΡΗΜΑΤΩΝ ΘΑΛΗ ΚΑΙ ΠΥΘΑΓΟΡΑ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Υπενθύμιση Β μέρος ΟΛΑ ΟΣΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΞΕΡΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ. Παράλληλες: Τι θα πρέπει να. Ποιες είναι οι παράλληλες ευθείες;

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11ο ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ. Κανονικά Πολύγωνα. Ένα πολύγωνο λέγεται κανονικό, όταν έχει όλες τις πλευρές του ίσες και όλες τις γωνίες του ίσες.

Ασκήσεις ακαδ. έτους

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΛΥΚΕΙΑΚΩΝ ΤΑΞΕΩΝ ΣΤΥΡΩΝ 20/6/2014 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 7. Σημείωση: Για τη διδασκαλία της ενότητας είναι πολύ σημαντική η χρήση των εποπτικών μέσων (στερεών και αναπτυγμάτων των στερεών).


Transcript:

Λίγα λόγια για τα Πλατωνικά και Αρχιµήδεια τερεά (Κανονικά και Ηµικανονικά Πολύεδρα) Λίγα Ιστορικά στοιχεία ηµ. Μπουνάκης χ. ύµβουλος Μαθηµατικών dimitrmp@sch.gr Ιούνιος 2011 Κανονικό Πολύεδρο είναι το κυρτό πολύεδρο που έχει όλες τις έδρες του κανονικά πολύγωνα και ίσα µεταξύ τους. Τα κανονικά Πολύεδρα µελετήθηκαν από τους αρχαίους Έλληνες Γεωµέτρες (Πυθαγόρας, Θεαίτητος -380 π.χ.) και αναφέρονται από τον Ευκλείδη (300 π.χ.) στα τοιχεία του (βιβλίο ιγ ). Θεαίτητος (380 π.χ.) : απόδειξε ότι υπάρχουν µόνο 5 κανονικά πολύεδρα Ευκλείδης (300 π.χ.): έδειξε πως κατασκευάζεται κάθε πολύεδρο και η περιγεγραµµένη σφαίρα του. Πάππος (300 µ.χ.) : έδειξε πως εγγράφεται σε δοσµένη σφαίρα κάθε πολύεδρο

2 Τα κανονικά Πολύεδρα αναφέρονται από τον Πλάτωνα στο έργο του Τίµαιος γι αυτό ονοµάστηκαν και Πλατωνικά στερεά- όπου τα συνδέει µε την θεµελίωση του κόσµου από αυτά. υγκεκριµένα δίνεται η εξής αντιστοιχία: Κύβος : Γη, Οκτάεδρο : Αέρας, Τετράεδρο : Φωτιά, Εικοσάεδρο : Νερό ωδεκάεδρο : ύµπαν Ηµικανονικό Πολύεδρο, είναι το κυρτό πολύεδρο που έχει όλες τις έδρες του κανονικά πολύγωνα µε δυο τουλάχιστον από αυτά να µην είναι ίσα µεταξύ τους και σε κάθε κορυφή του αντιστοιχεί ο ίδιος αριθµός από τέτοια πολύγωνα. Τα ηµικανονικά Πολύεδρα µελετήθηκαν από τον Αρχιµήδη ο οποίος και απόδειξε ότι είναι ακριβώς 13 (κατά µαρτυρία Πάππου). Tρία από αυτά είναι, αντίστοιχα (βλ. τέλος): Kυβοκτάεδρο (2, 2, 0, 0, 0, 0), Ροµβοκυβοκτάεδρο (1, 3, 0, 0, 0, 0,), Εικοσιδωδεκάεδρο (2, 0, 2, 0, 0, 0) ΠΡΟΤΑΗ 1 Υπάρχουν ακριβώς 5 κανονικά πολύεδρα. Απόδειξη Έστω ρ το πλήθος των (κανονικών) πολυγώνων µε ν πλευρές µιας στερεάς γωνίας του πολυέδρου, ρ, ν 3. Επειδή το άθροισµα των γωνιών µιας στερεάς γωνίας είναι µικρότερο από 4 ορθές, έχουµε ρ 180ο - 360 ο ο < 360 ν ή ρ 1-2 < 2 ν ή 2ν+2ρ-νρ>0 (ή (ν-2)(ρ-2)< 4), ρ, ν 3 Έτσι λαµβάνουµε Με ν=3 (τρίγωνα), ρ = 3, 4, 5 (τετράεδρο, 8-άεδρο, 20-άεδρο) Με ν=4 (τετράγωνα), ρ = 3 (Κύβος)

3 Με ν=5 (πεντάγωνα), ρ = 3 (-έδρο) Με ν = 6, 7, προκύπτει ρ< 3, αδύνατο. Η επιβεβαίωση ότι πράγµατι υπάρχουν αυτά τα πολύεδρα γίνεται µε την κατασκευή τους. Υπάρχουν µόνο 5 κανονικά πολύεδρα: η απόδειξη του Ευκλείδη (τοιχεία βιβλίο ιγ ) (έχει προηγηθεί η κατασκευή των πολυέδρων) Λέγω δή, ὅτι παρὰ τὰ εἰρηµένα πέντε σχήµατα οὐ συσταθήσεται ἕτερον σχῆµα περιεχόµενον ὑπὸ ἰσοπλεύρων τε καὶ ἰσογωνίων ἴσων ἀλλήλοις. Ὑπὸ µὲν γὰρ δύο τριγώνων ἢ ὅλως ἐπιπέδων στερεὰ γωνία οὐ συνίσταται. ὑπὸ δὲ τριῶν τριγώνων ἡ τῆς πυραµίδος, ὑπὸ δὲ τεσσάρων ἡ τοῦ ὀκταέδρου, ὑπὸ δὲ πέντε ἡ τοῦ εἰκοσαέδρου ὑπὸ δὲ ἓξ τριγώνων ἰσοπλεύρων τε καὶ ἰσογωνίων πρὸς ἑνὶ σηµείῳ συνισταµένων οὐκ ἔσται στερεὰ γωνία οὔσης γὰρ τῆς τοῦ ἰσοπλεύρου τριγώνου γωνίας διµοίρου ὀρθῆς ἔσονται αἱ ἓξ τέσσαρσιν ὀρθαῖς ἴσαι ὅπερ ἀδύνατον ἅπασα γὰρ στερεὰ γωνία ὑπὸ ἐλασσόνων ἢ τεσσάρων ὀρθῶν περιέχεται. διὰ τὰ αὐτὰ δὴ οὐδὲ ὑπὸ πλειόνων ἢ ἓξ γωνιῶν ἐπιπέδων στερεὰ γωνία συνίσταται. ὑπὸ δὲ τετραγώνων τριῶν ἡ τοῦ κύβου γωνία περιέχεται ὑπὸ δὲ τεσσάρων ἀδύνατον ἔσονται γὰρ πάλιν τέσσαρες ὀρθαί. ὑπὸ δὲ πενταγώνων ἰσοπλεύρων καὶ ἰσογωνίων, ὑπὸ µὲν τριῶν ἡ τοῦ δωδεκαέδρου ὑπὸ δὲ τεσσάρων ἀδύνατον οὔσης γὰρ τῆς τοῦ πενταγώνου ἰσοπλεύρου γωνίας ὀρθῆς καὶ πέµπτου, ἔσονται αἱ τέσσαρες γωνίαι τεσσάρων ὀρθῶν µείζους ὅπερ ἀδύνατον. οὐδὲ µὴν ὑπὸ πολυγώνων ἑτέρων σχηµάτων περισχεθήσεται στερεὰ γωνία διὰ τὸ αὐτὸ ἄτοπον. Οὐκ ἄρα παρὰ τὰ εἰρηµένα πέντε σχήµατα ἕτερον σχῆµα στερεὸν συσταθήσεται ὑπὸ ἰσοπλεύρων τε καὶ ἰσογωνίων περιεχόµενον ὅπερ ἔδει δεῖξαι. (τοιχεία, βιβλίο ιγ, πρόταση ις )

4 ΠΡΟΤΑΗ 2 Αν µια στερεά γωνία (κυρτού) κανονικού πολυέδρου αποτελείται από ρ πλήθους (κανονικά) ν-γωνα, τότε για τις Έδρες, Κορυφές και Ακµές του πολυέδρου ισχύουν 4ρ Ε = 2ν + 2ρ - νρ, 4ν Κ = 2ν + 2ρ - νρ, 2νρ Α = 2ν + 2ρ - νρ Απόδειξη Οι Ε έδρες έχουν νε µη διαφορετικές κορυφές και επειδή ρ από αυτές σµίγουν σε µια κορυφή, έχουµε νε Κ = ρ (1). Επίσης οι Ε έδρες έχουν νε µη διαφορετικές ακµές και επειδή κάθε 2 από αυτές δίνουν σµίγουν και δίνουν µια ακµή θα είναι νε Α = 2 (2) Επειδή Κ + Ε = Α + 2 (Euler) από τις (1), (2) λύνοντας ως προς Ε, προκύπτει 4ρ Ε = 2ν + 2ρ - νρ και από τις (1), (2) προκύπτουν και οι άλλοι τύποι., (εξασφαλίζεται το 2ν+2ρ-νρ>0 από την αρχική συνθήκη για τα ν, ρ) Παρατηρούµε ότι το ζεύγος (ρ, ν) των ρ, ν-γώνων σε µια (οποιαδήποτε) κορυφή του πολυέδρου, χαρακτηρίζει πλήρως το κανονικό πολύεδρο. Α. Έτσι όταν ν = 3 (τρίγωνα) έχουµε Αν ρ = 3 τότε Ε= 4, Τετράεδρο (Κ = 4, Α = 6) Αν ρ = 4 τότε Ε= 8, Οκτάεδρο (Κ = 6, Α = ) Αν ρ = 5 τότε Ε= 20, Εικοσάεδρο (Κ =, Α = 30) Β. Με ν = 4 (τετράγωνα) έχουµε ρ=3, οπότε Ε= 6, Κύβος (Κ = 8, Α = ) Γ. Με ν=5 (πεντάγωνα) έχουµε ρ=3, οπότε Ε=, ωδεκάεδρο (Κ=20, Α=30) ηµείωση-μνηµονικός κανόνας: Το (4, 3)- οκτάεδρο είναι δυϊκό µε το (3, 4)- εξάεδρο, ενώ το (3, 5) δωδεκάεδρο είναι δυϊκό µε το (5, 3)- εικοσάεδρο. τα δυϊκά πολύεδρα οι έδρες του ενός είναι κορυφές του άλλου, ενώ έχουν τις ίδιες ακµές.

5 ΠΡΟΤΑΗ 3 Αν µια στερεά γωνία κυρτού κανονικού ή ηµικανονικού πολυέδρου έχει έδρες αποτελούµενες από ρ: τρίγωνα, τ : τετράγωνα, γ : πεντάγωνα, ξ : εξάγωνα, ω : οκτάγωνα και δ : δεκάγωνα, (ρ, τ, γ, ξ, ω, δ Ν) τότε για το πλήθος των Κορυφών, Εδρών και Ακµών του πολυέδρου ισχύει, αντίστοιχα, Κ = 240 2(40ρ + 30τ + 24γ + 20ξ +15ω +δ), Ε =, Α = 0(ρ + τ + γ + ξ + ω + δ), όπου = 0+40ρ+30τ+24γ+20ξ+15ω+δ 60(ρ+τ+γ+ξ+ω+δ) και το πλήθος των (κανονικών) Τριγώνων, Τετραγώνων, Πενταγώνων, Εξαγώνων, Οκταγώνων και εκαγώνων εδρών του πολυέδρου, είναι ίσο αντίστοιχα µε: Ρ = 80ρ, Τ = 60 τ, Π = 48 γ, Ξ = 40ξ, Ω = 30ω, = 24δ Απόδειξη Έστω Ρ, Τ, Π, Ξ, Ω, όλα τα (κανονικά) τρίγωνα, τετράγωνα, πεντάγωνα, εξάγωνα και δεκάγωνα του ηµικανονικού (ή κανονικού πολυέδρου) αντίστοιχα, οπότε Ε = Ρ + Τ+ Π + Ξ+ Ω + (1) Λόγω κορυφών των εδρών ισχύουν 3Ρ = ρκ, 4Τ = τκ, 5Π = γκ, 6Ξ = ξκ, 8Ω = ωκ, 10 = δκ, οπότε από (1) Ε = ρ τ γ ξ ω δ + + + + + 3 4 5 6 8 10 Κ Επίσης λόγω κορυφών των ακµών έχουµε 2Α = 3Ρ+4Τ+5Π+6Ξ+8Ω+10, οπότε 2Α = (ρ+τ+γ+ξ+ω+δ)κ. Επίσης Κ + Ε =Α + 2 (σχέση Euler) και µε την βοήθεια των προηγουµένων σχέσεων, λύνοντας ως προς Κ, λαµβάνουµε

6 Κ = 240, όπου = 0+40ρ+30τ+24γ+20ξ+15ω+δ - 60(ρ+τ+γ+ξ+ω+δ) την συνέχεια προκύπτουν εύκολα οι υπόλοιποι τύποι. ηµείωση 1 Η εξάδα (ρ, τ, γ, ξ, ω, δ Ν) χαρακτηρίζει πλήρως το ηµικανονικό ή κανονικό πολύεδρο. Έτσι ο κόλουρος κύβος µε 1 τρίγωνο και 2 οκτάγωνα σε µια στερεά γωνία του, αντιστοιχεί στην εξάδα (1, 0, 0, 0, 2, 0), το κόλουρο οκτάεδρο αντιστοιχεί στην εξάδα (0, 1, 0, 2, 0, 0), το εικοσιδωδεκάεδρο στην εξάδα (2, 0, 2, 0, 0, 0), το δωδεκάεδρο (0, 0, 3, 0, 0, 0), το εικοσάεδρο (5, 0, 0, 0, 0, 0) κλπ. ηµείωση 2 Οι παραπάνω τύποι γενικεύονται και για την περίπτωση των δυο άλλων κατηγοριών ηµικανονικών πολυέδρων, των πρισµάτων και των αντιπρισµάτων, όπως π.χ. το παρακάτω πενταγωνικό ηµικανονικό πρίσµα και αντιπρίσµα. Οι κατηγορίες αυτές περιλαµβάνουν άπειρα τέτοια ηµικανονικά πολύεδρα, σε αντίθεση µε τα παραπάνω ακριβώς 5 πλατωνικά και 13 Αρχιµήδεια πολύεδρα.

7 Αρχιµήδεια τερεά (Ηµικανονικά Πολύεδρα) Τα πολύεδρα αυτά είναι ηµικανονικά, δηλαδή οι έδρες τους είναι κανονικά πολύγωνα όχι ίσα µεταξύ τους (από 2 ή 3 τρίγωνα, τετράγωνα, πεντάγωνα, εξάγωνα, οκτάγωνα, δεκάγωνα). ύµφωνα µε το Πάππο (300 µ.χ) αναφέρονται σε πραγµατεία του Αρχιµήδη (280-2π.Χ.) και είναι ακριβώς 13. Όνοµα χήµα Έδρες Είδος Έδρών Ακµές Κορυφές Κόλουρο Τετράεδρο -truncated tetrahedron (σε µια κορυφή: 3.6.6) 8 4 τρίγωνα 4 εξάγωνα 18 Κυβοκτάεδρο - cuboctahedron (3.4.3.4) γ = 2, τ = 2 14 8 τρίγωνα 6 τετράγωνα 24 Κόλουρος Κύβος - truncated cube ή truncated hexahedron (3.8.8) 14 8 τρίγωνα 6 οκτάγωνα 36 24 Κόλουρο Οκτάεδρο - truncated octahedron (4.6.6) 14 6 τετράγωνα 8 εξάγωνα 36 24 Ροµβοκυβοκτάεδρο - rhombicuboctahedron ή small rhombicuboctahedron (3.4.4.4 ) 26 8 τρίγωνα 18 τετράγωνα 48 24 Κόλουρο Κυβοκτάεδρο- truncated cuboctahedron ή greaαt rhombicuboctahedron (4.6.8) 26 τετράγωνα 8 εξάγωνα 6 οκτάγωνα 72 48 Πεπλατυσµένος Κύβος - snub cube ή snub hexahedron ή snub cuboctahedron (2 µορφές) (3.3.3.3.4) 38 32 τρίγωνα 6 τετράγωνα 60 24

8 Εικοσιδωδεκάεδρο - icosidodecahedron (3.5.3.5) γ = 2, π = 2 32 20 τρίγωνα πεντάγωνα 60 30 Κόλουρο ωδεκάεδρο - truncated dodecahedron (3.10.10) 32 20 τρίγωνα δεκάγωνα 90 60 Κόλουρο Εικοσάεδρο - truncated icosahedron ή buckyball ή football/soccer ball (5.6.6 ) 32 πεντάγωνα 20 εξάγωνα 90 60 Ροµβοεικοσιδωδεκάεδροrhombicosidodecahedron ή small rhombicosidodecahedron (3.4.5.4) 62 20 τρίγωνα 30 τετράγωνα πεντάγωνα 0 60 Κόλουρο Εικοσιδωδεκάεδρο - truncated icosidodecahedron ή great rhombicosidodecahedron (4.6.10) 62 30 τετράγωνα 20 εξάγωνα δεκάγωνα 180 0 Πεπλατυσµένο ωδεκάεδρο - snub dodecahedron ή snub icosidodecahedron (2 µορφές) (3.3.3.3.5) 92 80 τρίγωνα πεντάγωνα 150 60 χετικές ιστοσελίδες: http://9gym-peiraia.att.sch.gr/pdf_files/arximideia_sterea.pdf http://www.hms.gr/apothema/?s=sa&i=2052