ViewWiki

שיעור 1 מתוך 5

גופים אפלטוניים.

כ־30 דקות · 9 שאלות תרגול

למה הפאות בקודקוד חייבות להשאיר רווח, למה זה משאיר רק חמישה גופים, ואיך הפריסה של גוף מסבירה את נוסחת אוילר.

שלב 1 מתוך 9 · רווח בקודקוד

שלב 1 מתוך 9

רווח בקודקוד

גוף אפלטוני בנוי ממצולע משוכלל אחד שחוזר על עצמו, וכל הקודקודים שלו זהים. הכול נקבע בקודקוד: לפחות שלוש פאות נפגשות בו, וכדי שיתקפלו לפינה מחודדת, סכום הזוויות שלהן חייב להיות קטן מ־360°360^\circ⁠.

הרווח שנשאר כשמשטחים את הפאות שבקודקוד נקרא הגירעון הזוויתי. נבאו כמה הוא בקובייה, ואז הסתכלו.

לשאלה

שלב 2 מתוך 9

עשרימון

בכל גוף אפלטוני הגירעון זהה בכל הקודקודים, והוא שווה ל־360°360^\circ⁠ פחות סכום זוויות הפאות שבקודקוד. בעשרימון נפגשים בכל קודקוד חמישה משולשים שווי צלעות. הגוף והפריסה קבועים עכשיו.

לשאלה

שלב 3 מתוך 9

רק חמישה

כל זווית של משולש שווה צלעות היא 60°60^\circ⁠, של ריבוע 90°90^\circ⁠ ושל מחומש משוכלל 108°108^\circ⁠. עברו על כל האפשרויות: שלושה, ארבעה או חמישה משולשים בקודקוד, שלושה ריבועים, שלושה מחומשים. כל אחת משאירה רווח, ונותנת גוף אחד. בחרו גוף ובדקו את הרווח בכל אחד מהם.

לשאלה

שלב 4 מתוך 9

הפריסה ונוסחת אוילר

בשלב ספירה הקודקודים (VV⁠), המקצועות (EE⁠) והפאות (FF⁠) נספרים, ובכל אחד מהגופים V−E+F=2V - E + F = 2⁠. הפריסה מסבירה למה. הקיפולים מחזיקים את כל הפאות בחתיכה אחת בלי לולאה, ולכן יש F−1F - 1⁠ כאלה. החיתוכים מגיעים לכל קודקוד, ואף הם לא סוגרים לולאה. כל מקצוע הוא קיפול או חיתוך. הגוף והפריסה קבועים עכשיו.

לשאלה

שלב 5 מתוך 9

פאות מתוך אוילר

בשלב ספירה רואים את שלושת המספרים. אם יודעים שניים מהם, המשוואה של אוילר נותנת את השלישי.

לשאלה

שלב 6 מתוך 9

פאות וקודקודים

כל גוף משוכלל נקבע בשני מספרים: כמה צלעות לכל פאה, וכמה פאות נפגשות בכל קודקוד. בשלב קודקוד רואים קודקוד אחד מקרוב.

לשאלה

שלב 7 מתוך 9

מחומש

כדי לדעת כמה פאות נכנסות בקודקוד, צריך לדעת כמה גדולה כל זווית שלהן.

לשאלה

שלב 8 מתוך 9

כל הפערים יחד

בכל קודקוד חסר משהו עד מישור שטוח, ובזכות הפערים האלה הגוף נסגר. כמה חסר בכל הקודקודים יחד?

לשאלה

שלב 9 מתוך 9

בין שתי פאות

יש עוד זווית בגוף: הזווית שבה שתי פאות נפגשות לאורך מקצוע, כמו דפים של ספר פתוח.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „גופים אפלטוניים”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בכל קודקוד של הקובייה נפגשים שלושה ריבועים, וכל זווית של ריבוע היא 90°90^\circ⁠. משטחים את שלושתם על השולחן. כמה מעלות יחסרו להם עד סיבוב שלם?

לניסוי

תרגול · חשבו

בעשרימון נפגשים בכל קודקוד חמישה משולשים שווי צלעות. מהו הגירעון הזוויתי של כל קודקוד?

לניסוי

תרגול · בחרו

למה אין גוף אפלטוני שהפאות שלו משושים משוכללים?

לניסוי

תרגול · חשבו

לעשרימון יש V=12V = 12⁠ קודקודים, E=30E = 30⁠ מקצועות ו־F=20F = 20⁠ פאות. גוזרים אותו לאורך חלק מהמקצועות ופורשים אותו לפריסה שטוחה אחת. כמה מקצועות צריך לחתוך?

לניסוי

תרגול · חשבו

לגוף משוכלל אחד 2020⁠ קודקודים ו־3030⁠ מקצועות. לפי V−E+F=2V - E + F = 2⁠, כמה פאות יש לו?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

בחרו בגוף שהפאות שלו משולשים, ובכל קודקוד שלו נפגשות בדיוק 44⁠ פאות. לחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · חשבו

כל פאה של התריסרון היא מחומש משוכלל. כמה מעלות יש בכל זווית של מחומש כזה? סכום הזוויות במצולע בן pp⁠ צלעות הוא 180°(p−2)180^\circ (p - 2)⁠.

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בקובייה 88⁠ קודקודים, וכל אחד חסר 90°90^\circ⁠: יחד 720°720^\circ⁠. בתריסרון יש 2020⁠ קודקודים, וכל אחד חסר רק 36°36^\circ⁠. נבאו: מה סכום הפערים בכל הקודקודים של התריסרון?

לניסוי

תרגול · חשבו

בארבעון הזווית בין שתי פאות שחולקות מקצוע מקיימת cos⁡θ=13\cos\theta = \dfrac{1}{3}⁠. מה הזווית, במעלות?