마름모삼십면체

카탈랑 다면체
Catalan Solids
마름모십이면체
(↔육팔면체)
마름모삼십면체
(↔십이이십면체)
삼방사면체
(↔깎은 정사면체)
삼방팔면체
(↔깎은 정육면체)
사방육면체
(↔깎은 정팔면체)
삼방이십면체
(↔깎은 정십이면체)
오방십이면체
(↔깎은 정이십면체)
사각뿔마름모십이면체
(↔깎은 육팔면체)
사각뿔마름모삼십면체
(↔깎은 십이이십면체)
연꼴이십사면체
(↔마름모육팔면체)
연꼴육십면체
(↔마름모십이이십면체)
오각이십사면체
(↔†다듬은 육팔면체)
오각육십면체
(↔†다듬은 십이이십면체)
()안의 다면체는 해당 카탈랑 다면체의 쌍대 다면체인 아르키메데스 다면체
†는 카이랄성 다면체(거울상이 원본과 같지 않은 다면체)

Rhombictriacontahedron.gif
카탈랑 다면체 중 하나인 마름모삼십면체의 모습.

1 개요

마름모三十面體, Rhombic triacontahedron[1]

아르키메데스 다면체 중 하나인 십이이십면체의 쌍대 다면체. 면들이 모두 마름모형이기 때문에 이런 이름이 붙었다. 마름모의 예각의 경우 한 꼭지점에 5개, 둔각의 경우 한 꼭지점에 3개씩, 예각은 예각끼리, 둔각은 둔각끼리 모인다. 면의 형태 V3.5.3.5[2]이다.

면추이 도형이므로, 이론상으로 던졌을 때 각 면이 위에 올 확률이 모두 같기 때문에 공평한 삼십면 주사위로도 사용할 수 있으며, 삼십면체 중 가장 많이 볼 수 있는 주사위이다.

2 마름모삼십면체에 대한 정보

단위/특성개수비고
꼭지점(vertex, 0차원)32
모서리(edge), 1차원)60
면(face, 2차원)30V3.5.3.5 마름모
쌍대십이이십면체

한 변의 길이가 [math]a[/math]인 마름모삼십면체가 있을 때

마름모(면)의 긴 대각선의 길이 = [math]\displaystyle\sqrt{\frac{2}{5}\left(5+\sqrt{5}\right)}a[/math][3]
마름모(면)의 짧은 대각선의 길이 = [math]\displaystyle\sqrt{\frac{2}{5}\left(5-\sqrt{5}\right)}a[/math]
한 면의 넓이 = [math]\displaystyle\frac{2}{\sqrt5}a^2[/math]

내접구의 반지름 = [math]\displaystyle\sqrt{1+\frac{2}{\sqrt5}}a[/math]
겉넓이(surface area) = [math]12\sqrt5a^2[/math]
부피(volume) = [math]\displaystyle4\sqrt{5+2\sqrt5}a^3[/math]

2.1 다른 도형들과의 관계

  • 마름모삽십면체는 십이이십면체와 쌍대(Dual)[4] 도형이다.
  • 마름모의 둔각 3개가 모인 꼭지점 20개를 이으면 정십이면체가 된다.
  • 마름모의 예각 5개가 모인 꼭지점 12개를 이으면 정이십면체가 된다.
  • 위 방법으로 만든 정십이면체와 정이십면체를 겹치면 서로의 모서리 중앙 부분이 완전히 겹치는 복합체(compound)가 된다.

3 여담

마름모삼십면체는 단독으로 3차원 유클리드 공간을 채울 수는 없으나, 3차원 쌍곡 공간을 채울 수는 있다.
  1. 복수는 Rhombic triacontahedra
  2. 한 꼭지점에 모이는 면의 구성이 3.5.3.5인 다면체의 꼭지점을 다면체 중심과 꼭지점을 이은 직선에 수직한 면으로 정확히 잘라내었을 때 생기는 단면의 쌍대 다각형과 같다는 뜻이다.
  3. 짧은 대각선의 정확히 (1+√5)/2배, 즉 짧은 대각선과 황금비를 이룬다. 따라서 마름모삼십면체의 전개도는 작도할 수 있다.
  4. 어떤 다면체의 꼭지점을 면으로, 면을 꼭지점으로 대체한 다면체를 쌍대 다면체라고 한다.