黃金菱形

幾何學中,黃金菱形是指兩對角線長度的比值呈黃金比例的菱形[1]

黃金菱形

其中為長對角線的長度、為短對角線的長度。而由黃金矩形中取到的伐里農平行四邊形皆為黃金菱形。[1] 有數種知名的多面體皆由黃金菱形組成,例如比林斯基十二面體[2][3]菱形三十面體[4]等。特別地,有另一種菱形也與黃金比例相關聯,即潘洛斯鑲嵌中的菱形,但不同之處在於,潘洛斯鑲嵌中的菱形是邊長與對角線的比為黃金比例,而黃金菱形則是指兩對角線比值為黃金比例的菱形。[5]

性質

黃金菱形是菱形中的一個特例,其基本性質與菱形相同。以下討論黃金菱形的特別性質。

內角

黃金菱形的內角為[6]

  • 銳角: ;
  • 鈍角:
這個角度值與正十二面體相同[7]

邊長與對角線長

由於菱形也是一種平行四邊形[8],因此黃金菱形的邊長與對角線長可以用平行四邊形恆等式得出[9]

黃金菱形的邊長與對角線長具有以下關係:

因此,可以用來表示長對角線與短對角線[6]

面積

已知短對角線長時,黃金菱形的的面積為[10]

已知邊長為時,黃金菱形的的面積為[6][10]

在多面體中

黃金菱形出現在許多高對稱性的多面體中,例如菱形三十面體截半二十面体的對偶多面體)[4]菱形六十面體菱形三十面體的星形化體)[11]。黃金菱形也構成了許多知名的多面體,例如黃金菱形六面體比林斯基十二面體菱形二十面體等。由全部皆由黃金菱形組成的凸多面體僅有兩種黃金菱形六面體、比林斯基十二面體、菱形二十面體以及菱形三十面體五種。而不考慮凹凸性(即允許非凸多面體),則有無限多種多面體可以包含黃金菱形[12]

參見

參考文獻

  1. Senechal, Marjorie, , Davis, Chandler; Ellers, Erich W. (编), , American Mathematical Society, Providence, RI: 159–177, 2006, ISBN 0-8218-3722-2, MR 2209027
  2. Branko Grünbaum. (PDF) 32 (4): 5–15. 2010 [2020-08-04]. (原始内容 (PDF)存档于2015-04-02).
  3. H.S.M Coxeter, "Regular polytopes", Dover publications, 1973.
  4. Weisstein, Eric W. (编). . at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
  5. Livio, Mario, , New York: Broadway Books: 206, 2002
  6. Ogawa, Tohru, , Materials Science Forum, January 1987, 22–24: 187–200, doi:10.4028/www.scientific.net/msf.22-24.187. See in particular table 1, p. 188.
  7. Gevay, G., , Phase Transitions, June 1993, 44 (1-3): 47–50, doi:10.1080/01411599308210255
  8. Zalman Usiskin and Jennifer Griffin. . Information Age Publishing. 2008: pp. 55-56 [2020-08-15]. (原始内容存档于2020-02-26).
  9. Weisstein, Eric W. (编). . at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
  10. Weisstein, Eric W. (编). . at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
  11. Weisstein, Eric W. (编). . at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
  12. Grünbaum, Branko, (PDF), The Mathematical Intelligencer, 2010, 32 (4): 5–15 [2020-08-04], MR 2747698, doi:10.1007/s00283-010-9138-7, (原始内容存档 (PDF)于2015-04-02).

外部連結

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