matlab 求余画两个立方体相交,并求相交部分体积。

牟合方盖的绘图与体积计算问题_百度文库
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牟合方盖的绘图与体积计算问题|牟​合​方​盖
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本文介紹的是幾何圖形立方體。關於与「立方體」名称相近的条目,詳見「」。
F=6, E=12, V=8 (χ=2)
立方體(Cube)',是由6個組成的,故又稱正六面體(Hexahedron)、正方體或正立方體。它有12條稜(邊)和8個頂(點),是五個之一。
立方體是一種特殊的正四、、三角、、,就如同正方形是特殊的、、一様。立方體具有:),即BC3對稱性,{4,3},:),與正八面體對偶。
面的圖形:
面的數目:6
邊的數目:12
頂點數目:8
外接球半徑:
內接球半徑:
對偶多面體:正八面體
在所有表面积一定的中,立方体的体积最大,同样,在所有线性大小(长宽高之和)一定的长方体中,立方体的体积也是最大的。反过来,体积相等的长方体中,立方体拥有最小表面积和线性大小。
我们可以从不同角度将立方体投影到二维平面上,这些投影都各自携带有立方体原本BC3对称性的一部分。
考克斯特群
在三维直角坐标系中,对于以原点为中心的、各棱平行于坐标轴的、棱长为2的立方体,其顶点坐标为
(±1, ±1, ±1)
的全排列。它包含了所有满足|x|≤1且|y|≤1且|z|≤1的点(x,y,z)。
在R3中,以点(x0,y0,z0)为中心的立方体表面是点(x,y,z)的运动轨迹,其中x,y,z满足:
作为正多面体之一,立方体拥有较高的对称性,它的所有面在几何上都是相同的,不可区分的。可是我们也可以想象将立方体的面“涂上”不同的“颜色”,使它其的不同面拥有不同的“几何意义”,使立方体拥有不同的对称性。在立方体完全的对称性,即正八面体对称性Oh中,立方体的所有面都是相同的。D4h则将立方体描述得像一个正四,有两个颜色相同的上下底面,其余4个侧面颜色相同。立方体最低的对称性D2h也将立方体描述的像一个棱柱,不过是长方形棱柱,即一个,它的相对的面颜色相同,而相邻的面是不同的。每一种半正对称性都有自己的、:)和:)。此外,由于其对偶也可被看作是正三,立方体也可被看作是正三反棱柱的对偶,即正三。
{}×{}×{}
(半正表面涂色)
(111), (112), (122), 及(222)
立方体有11种不同的,即是说,我们可以有11种不同的方法切开空心立方体的7条棱而将其展平为平面图形,见右图。
立方体的11种不同展开图
如果我们要将立方体涂色而使相邻的面不带有相同的颜色,则我们至少需要3种颜色(类似于)。
立方体是唯一能够独立三维的,因此也是四维唯一的正堆砌(三维空间中的堆砌上等价于四维)。它又是柏拉图立体中唯一一个有偶数边面——正方形面的,因此,它是柏拉图立体中独一无二的(它所有相对的面关于立方体中心)。
将立方体沿对角线切开,能得到6个全等的正4棱柱(但它不是半正的,底面棱长与侧棱长之比为2:√3)将其正方形面贴到原来的立方体上,能得到(Rhombic Dodecahedron)(两两共面三角形合成一个菱形)。
將立方體的其中四個頂點相連,而這四個頂點任何兩條都沒有落在立方體同一條的邊上,可得到一個,其邊長為立方體邊長的,其體積為立方體體積的。
正四面體外接
立方體的是。
當正八面體在立方體之內:
正八面體體積 : 立方體體積
=[(1/3)×高×底面積]×2 : 邊3
=(1/3)(n/2)[(n2)/2]2 : n3
=1 : 6
的對角線可組成一個立方體。
:從一條棱斬去另一條棱的中點得出
:立方體在高維度的推廣。更加一般的,立方体是一个大家族,即家族(又称超方形、正测形)的3维成员,它们都具有相似的性质(如二面角都是90°、有类似的超体积公式,即Vn-cube=an等)。
、的特例。
将立方体:)后的到的商形成的一个,即:)(hemicube)(不应叫其“半立方体”,因为其易与‘demicube’混淆)。
Hemi-立方体是立方体2到1的商
正方体的是,如果原正方体棱长为1,则对偶正八面体棱长为√2。
正方体是一种最特殊的四边形正六面体:
棱长相等?
对角相等?
各角为直角?
立方体的8个顶点可以被交错地分为两组,每一组都构成一个完整的,更严格地说,这是作为:)(demicube)的正四面体。这两个正四面体组合到一起,就构成了一个正的——(Stella Octagula)。两个正四面体重合的地方构成凸的正八面体。这意味着,正四面体的对称群A3是正方体对称群的子群,对应着能将半立方体变换到自身的对称变换,立方体其余的对称变换能将两个半立方体变换到对方。一个这样的正四面体占据了立方体体积的1/3,立方体剩余的部分是4个全等的、顶角是立方体立体角的,各占立方体体积的1/6。
从立方体各棱中点处切掉立方体的角,我们会发现原先立方体的正方形面变成了其对偶的正方形面,而切掉的顶点处出现了新的正三角形面,这样的操作叫“”(Rectification),得到的叫(Rectified Cube),又叫立方八面体(Cuboctahedron)。如果我们不在棱中点处截它,则这种操作叫“”(Truncation),正方形面变成了八边形。如果截的合适,则我们可将正方形截成正八边形,得到的半正多面体叫(Truncated Cube)。如果我们同时截掉立方体的棱和顶,则这种操作叫“”(Centellation),如果截的恰当,得到的半正多面体是(Rhombicuboctahedron)。
正十二面体有20个顶点,它们可以以不同组合分成由8个顶点组成的5组,这8个顶点两两相连,构成内接在正十二面体内部的立方体,它的棱都是正十二面体的各面的对角线。这五个立方体组合在一起,构成复合多面体——。
正十二面体内部的五复合立方体
如果我们完全切掉立方体相对的两个顶点,我们会得到一个非正的八面体,将8个这样的八面体正三角形面对正三角形面贴到正八面体上,则我们得到截半立方体。
立方体与所有其它拥有BC3对称性的多面体(如正八面体和立方八面体)构成正八面体家族:
半正正八面体家族多面体
: , (*432)
[4,3]+, (432)
[1+,4,3], (*332)
[4,3+], (3*2)
半正多面体的对偶
此外,立方体在上与其它3阶正镶嵌{n,3}相关:
立方体在拓扑上还和其它阶的正方形正镶嵌{4,n}(n≥3)有关:
立方体是正四棱柱:
正多邊形柱體系列
球面多面體
和的都是立方狀。
最常見的形狀就是立方體。
1967年的「立方體房間」
中国俗称“水立方”
:以6個1×2×2及3個單位立方組成3×3×3的立方(僅有一個解法)
:以3個1×1×3,13個1×2×4,及1×2×2和2×2×2的長方體各一個,組成一個5×5×5的立方(572個解)
由正方體可得知正方體表面積算法
正六邊形的切法:沿上底兩條鄰邊的中點,切至下底兩條鄰邊的中點
=長×寬×高=邊3
表=每個面面積×6=邊2×6
參見,已經證明此題無法用無刻度的直尺與圓規去畫出的位置
立方體的橫切面只有四種:
其中以正六邊形的面積最大,若立方体的棱长为a,则正六边形的面积为。查看: 1640|回复: 0|关注: 0
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