230 likes | 603 Views
Over voetbal enzo. Hoeveel zeshoeken bevat een voetbal?. Probleem: onmogelijk om een voetbal te maken met alleen zeshoeken. Bovenstaande figuur is een vlakvulling: een vlak rooster. De veelzijdigheid van bollen. Hoekpunten n. Zijden n. 1. Buren 2. 2. Diagonalen n*(n-3)/2. n. 3.
E N D
Over voetbal enzo Hoeveel zeshoeken bevat een voetbal? Probleem: onmogelijk om een voetbal te maken met alleen zeshoeken Bovenstaande figuur is een vlakvulling: een vlak rooster De veelzijdigheid van bollen
Hoekpunten n Zijden n 1 Buren 2 2 Diagonalen n*(n-3)/2 n 3 … Veelhoeken (polygonen) Convexe veelhoek: Alle diagonalen vallen binnen veelhoek
1 1 2 2 n n 3 3 … … Recursieve Constructie: Herhaald afknippen Een n-hoek bekom je als je vertrekkende vanuit een driehoek n-3 maal een hoekpunt wegsnijdt. Herhaald bijplakken Een n-hoek bekom je door n-2 driehoeken aan elkaar te plakken. De som van de hoeken van een n-hoek = (n-2)*180°
Regelmatige veelhoeken Gegeven: r(=1) en n(=9) a=
Regelmatige veelhoeken z=2*r*sin(180°/n) a=r*cos(180°/n) Opp = r2*sin(180°/n)* cos(180°/n) = r2*sin(360°/n)/2 Opp n-hoek=n*r2/2*sin(360°/n) Omtrek n-hoek=2*n*r*sin(180°/n) Opp 9-hoek=9/2*sin(40°)=2,89 Omtrek 9-hoek=2*9*sin(20°)=6,16
veelvlakken Een veelvlak is een ruimtelijke figuur begrensd door vlakke veelhoeken: Zijden of facetten(diamant) Ribben Hoekpunten Buren zijn hoekpunten verbonden door ribbe Diagonalen: zijdediagonaal lichaamsdiagonaal
orde 5 3 3 3 3 3 3 5 3 3 De orde van een zijde = Aantal begrenzende ribben De orde van een hoekpunt = Aantal ribben die toekomen
Prisma{n} Grondvlak // bovenvlak 3 Opstaande ribben 3 Hoogte h: afstand boven-grond 3 5 3 3 4 h 4 De orde van een zijde = zijvlakken orde 4 grond en boven orde n 4 3 3 3 5 De orde van een hoekpunt = allemaal orde 3 3 3 inh=opp(grond)*h
Piramide {n} grondvlak top opstaande ribben 5 Hoogte h: afstand top-grondvlak 3 3 3 3 3 3 5 3 3 inh=opp(grond)*h/3 De orde van een hoekpunt = grondvlak orde 3 top orde n De orde van een zijde = zijvlakken orde 3 grondvlak orde n
Formule van Euler Voor convexe veelvlakken geldt steeds: H+Z-R=2
Platonische veelvlakken Tetraëder Kubus octaëder Slechts 5 Zijden zijn identieke regelmatige veelhoeken EN & Dus alle ribben even lang Alle hoekpunten hebben zelfde orde
dodecaëder twaalfvlak 12 regelmatige 5-hoeken Orde hoekpunten 3 Orde zijden 5
Icosaëder 20 regelmatige 3-hoeken Orde hoekpunten 5 Orde zijden 3
Afgeknotte icosaëder H R Z 60 90 32
Dualiteit Dodecaëder Icosaëder Kubus octaëder Verbind middelpunten van zijden
Duale in tabel Het duale van afknotten is uitstulpen
geode Een veelvlak waarbij elk Hoekpunt op een bol ligt En orde 5 of 6 heeft Richard Buckminster Fuller (1895-1983)
Fullerenen Het duale van een geode wordt een Fullereen genoemd Onze voetbal is een Fullereen F(1,1)
Ook dit nog H+Z-R=2 5H5+6H6=2R=3Z Euler Telt het aantal ribben uit elke punt Elke ribbe wordt dubbel geteld Elke zijde heeft 3 ribben, maar weeral dubbel geteld 12H+12Z-12R=24 2H5+2(5H5+6H6)+12Z-6(2R)=24 2H5+2(3Z)+12Z-6(3Z)=24 In elke geode zijn er exact 12 hoekpunten van orde 5. H=H5+H6 2H5=24
Voetbal? H+Z-R=2 3H=2R=6Z Euler Telt het aantal ribben uit elke punt Elke ribbe wordt dubbel geteld Elke zijde heeft 6 ribben, maar weeral dubbel geteld 6H+6Z-6R=12 2(3H)+6Z-3(2R)=12 2(6Z)+6Z-3(6Z)=12 Er bestaan geen voetballen met alleen zeshoeken 012