正四面体&正八面体(続き)

各種公務員試験では数的処理(大別して①判断推理、②数的推理,③資料解釈)が課せられ,その中でも「空間把握力」は判断推理問題として多くのヒトが手を焼いています.

空間把握力が公務員に必須の能力かどうかは疑問ですが,数学の教材として興味惹かれるケースもあります.次はX(twitter)上で受けた質問です(過去問かと).

09 20240523四面体②2

■ この問をベースに本blogの前回テーマにしました(正四面体&正八面体).再度確認しましょう.↓

09 20240513四面体6

■ 正四面体の各辺の中点を結んでできる立体が正八面体(図は「Math Cal」より)

⇔ 正四面体(辺の長さ:1)4ヶを積み上げてできる正四面体(辺の長さ:2)の中空にできる立体は正八面体(下図)

09 20240513四面体3
09 20240513四面体4

■ 後半で,中空にW:正八面体ができる(入る)のイメージはいかがですか.次の図で確認してください.

逆に見ると,Wで埋めることでピンク色の土台が平らになり,その上に正四面体をチョコンと載せると1辺の長さ2の正四面体が出来上がります.

09 20240524正四面体②4

■ V₁:1辺の長さ1の正四面体,W:1辺の長さ1の正八面体とします.

ここまでをまとめると

V₂:1辺の長さ:2 の正四面体は,V₁:4ヶ,W:1ヶで形成されることがわかります.

■ 冒頭の問は,V₃:1辺の長さ:3の正四面体を形成する際,Wはいくつ必要か?という内容になります.

09 20240524正四面体②5
09 20240523正四面体②6

■ 上図を観察すると,ピンク色の箇所をV₂ の土台に置けば全体がV₃となることが分かりますね.

■ では,本題に入ります.

上記,ピンク色箇所を土台にした図を見てください.↓

09 20240524正四面体②8

(注意)ピンク土台について

09 20240525正四面体②9

■ ピンク土台だけで見ると

V₁(正四面体):7ヶ,W(正八面体):3ヶ 

で構成されていますね.

したがって,V₂の分と合計してV₃の場合,W(正八面体)は4ヶです・・・(答)

Q V₃について正四面体と正八面体による詰め方(充填)は,V₁:11ヶ,W:4ヶの場合しかないことを説明してください.

<補足>

■ 上のQについてですが,(私の中で)未解決です.

■ 次回テーマは「採点がメンドーな問題をつくろう」(予定)です.難問とは限りません.

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