正八面体,一种 正多面体 ,也是一种正轴体,面为8个 等边三角形 ,八面体的对角面为正方形,共三个,并且两两垂直。交线同样两两垂直。 二面角 为109°28′ 16. 3″。
正八面体每四条棱可以成为一个正方形,共有三个独立的正方形。
性质
顶点数目:6
边数目:12
面数目:8
当边长为a时:
表面积:
体积:
内切球 半径: (内切球即与正八面体各面相切的球)
基本信息
正八面体是五种 正多面体 的第三种,是三维的正轴体,有6个顶点、12条边和8个面。它由八个 等边三角形 构成,也可以看做上、下两个正方椎体黏合而成,每个正方椎体由四个三角形与一个正方形组成。 正八面体的 对偶多面体 是 立方体 。
正八面体内嵌在立方体中时,6个顶点分别位于立方体的面心:
正八面体体积 : 立方体体积
坐标系
以棱长为 的正八面体的 几何中心 作为原点,将正八面体的 对角线 作为x,y,z轴建立三维直角 坐标系 (正八面体的3条对角线两两 正交 ,这也是正八面体被叫做“正轴形”的原因),则我们能将正八面体的顶点坐标记为
( ±1, 0, 0 )
( 0, ±1, 0 )
( 0, 0, ±1 )
正八面体表面 方程 为:
更一般的,如果正八面体的对角线平行于坐标轴,中心为( ), 外接圆 半径为r(棱长为 ),则正八面体表面方程为:
如果中心在原点的正 八面体 被拉长,成为菱形体,则更一般的八面体方程为
其内接于椭球体
表面积S和体积V为:
当 时, 菱形 体为上述正八面体。
正交投影
正八面体可以以多种不同的方向被正交投影到二维平面,以下表格展示了几种特殊的投影:
质
对称性
正八面体作为3维的正轴体 正多面体 ,自身拥有较高的对称性,它的所有面都是不可区分的。可是我们也可以想象将正八面体的面“涂上”不同的“颜色”,使它其的不同面拥有不同的“几何意义”,使正八面体拥有不同的对称性。正 八面体 的 对称群 是 (正八面体群),是三维的超正八面体群。在此对称性下,正八面体的所有面都带有相同对“颜色”,对称性最高,群阶48。该群的 子群 体现了正八面体更低的对称性: (群阶24),截半 正四面体 的对称群; (群阶12), 三角反棱柱 的对称群; (群阶16),四角双 棱锥 (正四棱柱的 对联 )的对称群; (群阶8),三维长菱体(三维长方体的对偶)的对称群。
对偶性
当正 八面体 在立方体之内:
正八面体体积: 立方体体积