由双对偶五棱十二面体分段三等分得到截角十二面体

由双对偶五棱十二面体分段三等分得到截角十二面体
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2021-04-14 00:31
该范例展示如何从“在内外对偶约束下的五棱十二面体(Biscribed Pentakis Dodecahedron)”出发,选择其二阶分段(2nd-order segments)并进行三等分,进而构造出截角十二面体(Truncated Dodecahedron,顶点数 V=60),并可对相关体积/球体体积与比例量进行计算与标注。核心数学概念包括多面体拓扑与截断(truncation)、分段三等分的几何构造、立体几何中的体积计算、以及向量/平面关系用于定位与构造点。作图要点上,GeoGebra 命令与对象可从构造摘要提炼为:使用 Text、TableText 输出标注信息;用 Sum、If 处理分段索引或条件计算;用 Sequence 生成参数化点/长度序列并配合 Div 将元素离散化(三等分/划分);用 Element、IndexOf、First 获取序列中指定项;用 Length 计算几何量;最终结合多组对象(如 mm5、m01、m02、r、a、bu 等作中间度量与参数;以及 Volsphere、Vol、Vol_r、Volsphere_d 等体积相关量;A00、A00d、r_m、r_d、mm2lä/ mm5d/ mm5ad 等几何与标尺变量)将构造结果在图中呈现与核对,并可通过 button3 等交互对象切换情形。适合用于高中及大学入门的立体几何、几何作图建模、数学可视化课程,也适合作为竞赛几何或计算几何的讲解示例。

GeoGebra 命令及参数

  1. Text("" + p) → txt_p
  2. Sum(Flatten[Sequence[Append[Sequence[Element[txt_p, i], i, m01(k), m02(k)], " "], k, 1, 5]]) → txtUm1
  3. If(bu0, A00, A00d) → A00_0
  4. Length(A00_0) → n
  5. Length(l2) → läl2
  6. Sequence(sgn(Determinant[{Element[A00_0, i1] - Element[A00_0, j], Element[A00_0, i2] - Element[A00_0, j], Element[A00_0, i3] - Element[A00_0, j]}]), j, 1, n) → l01
  7. Length(A00d) → zzz
  8. Sum(Zip[(T * F), T, SysTimeAkt1, F, {1, 1000, 60000, 3600000, 86400000}]) → TimeAbs1
  9. Sum(Zip[(T * F), T, SysTimeAkt2, F, {1, 1000, 60000, 3600000, 86400000}]) → TimeAbs2
  10. Div(TimeRelab, 3600) → H
  11. Div(TimeRelab - (H * 3600), 60) → M
  12. Element(ZwZeit, step) → text10
  13. TableText({Append["a duration", Last[ZwZeit, Min[10, Length[ZwZeit]]]]}, "v") → text2c
  14. Length(A00) → lm1
  15. If(Length[Unique[l01 \ {0}]] ≟ 1, 7, -7) → a7
  16. Sum(Zip[(T * F), T, SysTimeAkt0, F, {1, 1000, 60000, 3600000, 86400000}]) → TimeAbs0
  17. Div(TimeRelab0, 3600) → H0
  18. Div(TimeRelab0 - (H0 * 3600), 60) → M0
  19. Text("" + (TimeRelab0 - (H0 * 3600) - (M0 * 60))) → S0a
  20. Text("" + (TimeRelab - (H * 3600) - (M * 60))) → S
  21. IndexOf(".", S) → index
  22. IndexOf(".", S0a) → indexa
  23. First(S, index + 1) → txtS
  24. First(S0a, indexa + 1) → txtS0a
  25. If(bu0, " ", "d") → txtbuo
  26. Max(Length[A00], Length[A00d]) → maxlä
  27. Element(A00, 24) → m11
  28. TableText({{"\underline{Polyhedron}"}, Append["Vertices: n=", {Length[A00]}], Append["r=", {r}], Append["\bar{r}=", {r_m}], Append["k-gon : k=", mm5a], Append["their\; numbers: n_k=", mm7a], Append["Volume: V=", {Vol_r}], Append["Average\; distance: p=", {txtUm1}]}, "hr ") → text7
  29. TableText({{"\underline{dual\;Polyhedron}"}, Append["Vertices: n=", {Length[A00d]}], Append["r=", {r_d}], Append[" \bar{r_d}= ", {r_md}], Append["k-gon : k=", mm5ad], Append["their\; numbers: n_k=", mm7ad], Append["Volume: V=", {Vold_r}]}, "hr ") → text20

AI 绘图提示语参考

绘制一个截断十二面体(Truncated Dodecahedron),它有60个顶点。构造从二分五角十二面体(biscribed Pentakis Dodecahedron)开始,取其二阶段(2nd-order segments),然后将每个段三等分(trisection)。利用三等分后的细分来构建截断立体。图形中应包含二分五角十二面体、其二阶段、三等分后的细分、截断立体本身,以及标注的顶点数(60)、半径(r, r_m)和体积(V)等度量。构造顺序:先绘制二分五角十二面体,识别其二阶段,对每个段进行三等分,然后基于细分构建截断立体,最后计算和标注相关几何量。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。