Hans Walser, [20140903]
Dodekaeder
Es wird eine einparametrige Schar von Dodekaedern vorgestellt, welche das regulŠre Pentagondodekaeder und das Rhombendodekaeder enthŠlt.
In einem rŠumlichen kartesischen Koordinatensystem beginnen wir mit drei Rhomben mit den Eckpunkten:
Roter Rhombus: (0, 1, 0), (0, 0, t), (0, –1, 0), (0, 0, –t)
GrŸner Rhombus: (0, 0, 1), (t, 0, 0), (0, 0, –1), (–t, 0, 0)
Blauer Rhombus: (1, 0, 0), (0, t, 0), (–1, 0, 0), (0, –t, 0)
Die Abbildung 1 zeigt die Situation fŸr t = 2.
Abb. 1: Drei Rhomben
Die drei Rhomben sind topologisch in der Situation von drei borromeischen Ringen (Abb. 2a). Die Abbildung 2b zeigt das Durchdringungsverhalten der drei Rhomben.
Abb. 2: Borromeische Ringe. Durchdringung
Wir verwenden jeden Rhombus als Leitlinie eines geraden Prismas (Abb. 3).
Abb. 3: Drei Prismen
Die Abbildung 4 zeigt je zwei der drei Prismen.
Abb. 4: Paare von Prismen
Die Abbildung 5 zeigt die Schnittfiguren der Prismenpaare der Abbildung 4.
Abb. 5: Schnittfiguren
Die Schnittfiguren haben je acht SeitenflŠchen, sind also Oktaeder. Je vier SeitenflŠchen sind kongruente Dreiecke oder kongruente gleichschenklige Trapeze.
Die Schnittfigur aller drei Prismen gibt ein Dodekaeder (Abb. 6).
Abb. 6: Dodekaeder
Das Dodekaeder besteht in der Regel (eine Ausnahme werden wir gleich kennen lernen) aus zwšlf kongruenten, aber nicht regelmŠ§igen FŸnfecken. Die FŸnfecke sind achsensymmetrisch. Vier der fŸnf Kanten sind gleich lang. Die fŸnfte Kante (ãBasisÒ) hat eine abweichende LŠnge. An einer Basis sto§en jeweils gleichfarbene FŸnfecke zusammen.
Der Winkel α zwischen zwei an einer Basis zusammensto§enden FŸnfecken betrŠgt:
α = 2arctan(t)
Im
gezeichneten Sonderfall mit t = 2 ist
also α = 2arctan(2) Å 126.87¡.
FŸr t = 1 ergibt sich das Rhombendodekaeder. Die Basis der FŸnfecke schrumpft zu einem Punkt, so dass Rhomben Ÿbrig bleiben.
FŸr (Goldener Schnitt) ergibt sich das regelmŠ§ige Pentagondodekaeder.