#012 斜方20-12面体を作る

■1■プラトン立体の諸要素には<3-4-5>の法則があった。つまり正4面体・正8面体・正20面体の面形は正3角形、正6面体の面系は正4角形(正方形)、正12面体の面系は正5角形であり、また正4面体・正6面体・正12面体の各頂点に集まる線数は3本、正8面体には4本、正20面体には5本が集まっている。

■2■「斜方20-12面体」の要素は点数60・線数120・面数62だが、その62面の内訳は正3角形が20・正方形が30・正5角形が12である。一方正12面体の諸要素は点数20・線数30・面数12だ。これらの数値はなぜ等しいのだろう。それを確かめるため中心に正12面体を据え、その上に「斜方20-12面体」を作ってみよう。

■3■正12面体と斜方20-12面体は、1辺1単位で作ると共に不安定で自立しない。しかしこの2者を内外2層にすると、下層の前者と上層の後者は、20の頂点と20の正3角形が正4面体で連結し、30の稜線と30の正方形が正4角錐で連結し、12の正5角形は頂点で繋がる2つの正5角錐で連結することが分かる。

■4■つまり下層正12面体の<点・線・面>が、上層斜方20-12面体の<正3角形・正方形・正5角形>に連結していることが見て取れるのだ。正12面体本体の30本、斜方20-12面体本体の120本、連結部の正4面体分(3×20=)60本、正4角錐分(4×30=)120本、正5角錐対の(10×12=)120本の総合計450本が必要になる。

■5■実はこれは1辺1単位で自立する斜方20-12面体を作るための作業でもあるのだが、より正確に言えば正12面体の<点・線・面>が、斜方20-12面体面の<正3角形・正方形・正5角形>3種の面に、<20-30-12>という数値を介して対応しており、内と外に連結することが可能だということを確認する作業でもあった。

■6■だから正確に言えば、正3角形面は最初からそのままで、正方形面には正3角柱でなく正4角錐を入れ込み、正5角形面には正5角錐で補強するだけで、自立する斜方20-12面体(120+120+60=300本)はできる。これに正12面体の頂点から3本ずつを立て、面から5角錐を立てれば2重の結合立体になる。

■7■正12面体の線から4本を立てて正3角柱で正方形に接続することと、斜方20-12面体の下向きの正4角錐を開いて正12面体の線に接続することとは同じことである。ここにあと150本(正4面体接続用の60本+正12面体のダ・ヴィンチの星の90本)を加えれば、2立体の対応と実際の接続が見て取れるのである。

■8■また当然だが正12面体の内部にはさらに大星形12面体や小星形12面体の入れ込みが可能だし、別系統として正12面体からは内側に5芒星12面体を、外側に20-12面体が連結でき、そこからさらに正20面体に連結可能だ。つまり正20面体・20-12面体・切頂20面体のバッキーボールとも連結することもできる。

20240108 Monday