Виды многогранников

Многогранники можно выделить в следующие группы: 1. Правильные многогранники (Платоновы тела); 2. Выпуклые однородные многогранники - полуправильные многогранники (Архимедовы тела); 3. Звёздчатые формы и соединения; 4. Невыпуклые однородные многогранники (усечённые многогранники); 5. Призмы; 6. Пирамиды; 7. Многогранники, не входящие ни в одну из названных групп.
Платоновы тела. Платоновы многогранники ​ Именем Древнегреческого ученого - Платона названа группа из пяти геометрических тел. Пять многогранников, которые математики называют - правильные, мы чаще всего в обычной речи называем - Платоновы тела. ​тетраэдр ​октаэдр ​куб ​додекаэдр ​икосаэдр Почему эти пять геометрических тел, прежде всего, называют - правильные многогранники? Это весьма легко запомнить. Стороны правильных многогранников являются правильными многоугольниками. А правильные многоугольники это те у которых, в свою очередь, равны все стороны (например: треугольник, квадрат) и равны углы между соседними сторонами. Причина возникновения слова правильные именно в этом. ​
Многогранники Архимеда - 13 полуправильных многогранников ​ Древнегреческому ученому Архимеду принадлежит открытие 13 многогранников - "архимедовых тел", которые так же именуют полуправильными многогранниками. Каждое из них ограничено неодноименными правильными многоугольниками и в котором равны многогранные углы и одноименные многоугольники. Кроме того, в каждой вершине сходится одно и тоже число одинаковых граней. В одинаковом порядке каждое из этих тел может быть вписано в сферу. Почему все архимедовы тела часто называют полуправильные многогранники? Каждое из 13-ти Архимедовых тел является полуправильным многогранником  по своим математическим свойствам. При этом надо помнить, что далеко не все полуправильные многогранники можно назвать архимедовыми, так как в группу полуправильных многогранников входит гораздо больше геометрических тел, а количество архимедовых многогранников очень мало - всего тринадцать. Впервые увидев эти 13 названий - "голова идет кругом". Всё смешивается. Однако запомнить и разобраться все-таки можно. Как выглядит каждое из 13-ти Архимедовых тел? ​ 1. Усечённый тетраэдр  ​ 2. Усечённый октаэдр  ​ 3. Усечённый куб (гексаэдр)   ​ 4. Усечённый додекаэдр ​ 5. Усечённый икосаэдр  ​ 6. Кубо-октаэдр   ​ 7. Ромбо-кубо-октаэдр   ​ 8. Ромбо-усечённый кубо-октаэдр   ​ 9. Плосконосый куб (курносый куб)   ​ 10. Икосо-додекаэдр   ​ 11. Усечённый икосо-додекаэдр  ​ 12. Ромбо-усечённый икосо-додекаэдр ​ 13. Плосконосый додекаэдр (другое название курносый додекаэдр) ​
Звёздчатые формы и соединения Кроме правильных и полуправильных многогранников красивые формы имеют так называемые звездчатые многогранники. Их всего четыре. Первые два были открыты  Кеплером, а два других почти 200 лет спустя построил Пуансо (1777—1859). Они получаются из правильных многогранников продолжением их граней или ребер.  Из тетраэдра, куба и октаэдра звездчатые многогранники не получаются. Рассмотрим додекаэдр. малый звездчатый додекаэдр​ большой  додекаэдр    ​ большой звездчатый додекаэдр                          
  • большой икосаэдр   
Все 3 звёздчатые формы додекаэдра, вместе с большим икосаэдром образуют семейство тел Кеплера-Пуансо, то есть правильных невыпуклых (звёздчатых) многогранников. У большого додекаэдра гранями являются пятиугольники, которые, сходятся по пять в каждой из вершин. У малого звёздчатого и большого звёздчатого додекаэдров грани - пятиконечные звёзды (пентаграммы), которые в первом случае сходятся по 5, а во втором по 3. Вершины большого звёздчатого додекаэдра совпадают с вершинами описанного додекаэдра. У каждой вершины соединяются три грани. Икосаэдр имеет 59 звёздчатых форм, из которых 32 обладают полной, а 27 неполной икосаэдральной симметрией, что было доказано Кокстером совместно с Дювалем, Флэзером и Петри c применением правил ограничения, установленных Дж. Миллером. Одна из этих звёздчатых форм, называемая большим икосаэдром, является одним из четырёх правильных звёздчатых многогранников Кеплера—Пуансо. Его гранями являются правильные треугольники, которые сходятся в каждой вершине по пять; это свойство является у большого икосаэдра общим с икосаэдром. Среди звёздчатых форм также имеются: соединение пяти октаэдров, соединение пяти тетраэдров, соединение десяти тетраэдров. Если каждую из них продолжить неограниченно, то тело будет окружено большим многообразием отсеков — частей пространства, ограниченных плоскостями граней. Все звёздчатые формы икосаэдра можно получить добавлением к исходному телу таких отсеков. Не считая самого икосаэдра, продолжения его граней отделяют от пространства 20+30+60+20+60+120+12+30+60+60 отсеков десяти различных форм и размеров. Большой икосаэдр состоит из всех этих кусков, за исключением последних шестидесяти. Следующая звёздчатая форма - завершающая. Кубооктаэдр имеет 4 звёздчатые формы, удовлетворяющие ограничениям, введённым Миллером. Первая из них является соединением куба и октаэдра. Икосододекаэдр имеет множество звёздчатых форм, первая из которых есть соединение икосаэдра и додекаэдра. Икосододекаэдр имеет 32 грани, из которых 12 являются правильными пятиугольными гранями, а остальные 20 — правильные треугольники. Что касается вопроса о том, могут ли получившиеся многогранники оказаться правильными, то на него давно получен ответ. Великий математик Коши ещё в 1811 году доказал, что список правильных многогранников исчерпывается пятью платоновыми телами вкупе с четырьмя многогранниками Кеплера — Пуансо. ​
 Правильные призмы Призма - это многогранник, две грани которого, многоугольники по форме, являются основаниями, остальные грани (боковые грани) имеют форму параллелограмма. Правильной призмой - является призма, у которой в основаниях правильные многоугольники, а боковые грани равные прямоугольники. Высота призмы - это отрезок, перпендикулярный основаниям призмы. В зависимости от числа углов основания, правильные призмы различают: - треугольные или трехгранные призмы; - четырехугольные или четырехгранные призмы; и т.д.
Правильные пирамиды ​ Пирамида - это многогранник, одна из граней которого является основанием, остальные грани это треугольники, имеющие общую вершину. Правильной пирамидой - является пирамида, у которой в основании лежит правильный многоугольник и высота пирамиды проходит точно через его центр в основании. Высота пирамиды - это перпендикулярный отрезок, проведенный через вершину пирамиды к плоскости её основания. В зависимости от числа углов основания, правильные пирамиды различают: - треугольные или трехгранные пирамиды; - четырехугольные или четырехгранные пирамиды; и т.д. ​