(243)正4面体からプラトン立体を創る
正4面体を相貫させることによって正8面体と正6面体ができることはすでに見た。では今度はこの正8面体と正6面体の中接球を共有させることで相貫させてみよう。その結果できた形が上図中央の正8面体と正6面体の相貫体、略して正8−6相貫体である。中接球を共有させてあるので、それぞれ12本ずつある線の真ん中が交差しているのが分かるだろう。次にケプラーの星型8面体の時のように、この正8面体と正6面体の全ての頂点14個を結ぶと、上図左の菱形12面体という立体になる。最初の正8面体と正6面体の線が、菱形面の対角線になっているのが分かるだろうか。この菱形の内角はすでになじみとなっているあの70.5度と109.5度である。またこの対角線の比率は1:√2である。そしてこの菱形12面体の体積は元の正6面体のちょうど2倍になっている。
次に相貫させた正8面体と正6面体の重なっている部分、つまり尖がった4角錘と3角錘を全て取り払った形を見てみよう。それが上図右でこの立体はベクトル平衡体と呼ばれている(※)。なおベクトル平衡体は正6面体の中接球をつないでできる立体でもあるので、面点変換する正8面体と正6面体の間に入る関係である。たとえば正8面体を内接させている正6面体を見れば、正6面体自らは外接球に収まり、正8面体は正6面体の内接球に収まっているわけだが、この時正6面体の中接球に収まっているのがベクトル平衡体である。
ベクトル平衡体は1つの球体に同じ大きさの球を12個接して最密パッキングした時、その12個の球体の重心をつないでできる形でもある。この中心球も入れた全部で13個の球体から、中心にある球1つを抜き去ってみよう。すると中心に空いた空間を埋めようとして残る12個の球体は少しずつ内側に移動し、やがて安定した位置に収まる。その安定した12個の球の重心をつなぐと正20面体になる。さらにこの正20面体を面点変換することによって、正12面体ができるのである。
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面数 |
点数 |
線数 |
回転対称軸 |
面と点の和 |
面の角数 |
点の線数 |
3角数 |
正4面体 |
4 |
4 |
6 |
7 |
8 |
3 |
3 |
10 |
正6面体 |
6 |
8 |
12 |
13 |
14 |
4 |
3 |
21 |
正8面体 |
8 |
6 |
12 |
13 |
14 |
3 |
4 |
36 |
正12面体 |
12 |
20 |
30 |
31 |
32 |
5 |
3 |
78 |
正20面体 |
20 |
12 |
30 |
31 |
32 |
3 |
5 |
210 |
(合計数) |
50 |
50 |
90 |
85 |
100 |
18 |
18 |
355 |
(※)この面14、点12、線24の立体は立方8面体という別名があるが、ここではよりその特性を表しているベクトル平衡体という名前を用いることにする。なおこの立体を最初にこのように呼んだのは、バックミンスター・フラーである。
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