Raumlehre.
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Raumlehre.
nämlich n die Anzahl der Seiten von
einer Fläche, so ist die Anzahl der zu
gehörigen Polygon- oder Kantenwinkel
2n — 4 Rechte, und somit, da A die An
zahl der Flächen ist, wo n — 3, B die,
wo n = 4 ist, u. s. w. so hat man für die
Summe aller Kantenwinkel;
2(3A + 4ß + 5C+ ...) - ±{A+B±C)
Rechte, d. h. wegen Formel 1) und 3)
(4k — 4f) Rechte, oder.wegen Formel 7) :
4(e —2) Rechte. Also;
Lehrsatz 3. „In jedem Polyeder
beträgt die Summe aller Kantenwinkel
viermal soviel Rechte als die um zwei
verminderte Anzahl der Ecken beträgt.“
II. Definition und Lehrsätze.
Definition. Regelmässiges Po
lyeder heisst ein solches, worin alle
Flächen congruent, alle Kanten, Ecken,
Kantenwinkel und Ebenenwinkel unter
einander gleich sind.
Es folgt aus dem Umstande, dass alle
Kanten und Kantenwinkel gleich sind,
dass die Grenzflächen regelmässige Viel
ecke sind.
Wenn zwischen den regelmässigen
Vielecken und Polyedern sonach eine
gewisse Analogie stattfindet, so erstreckt
dieselbe sich nicht so weit, dass es wie
regelmässige Vielecke von beliebiger
Seitenanzahl, auch regelmässige Polyeder
von beliebiger Flächenanzahl gebe. Viel
mehr gilt der folgende
Lehrsatz 4. „Es kann nicht mehr
als fünf regelmässige Polyeder geben.“
Beweis. Da die Ecken des Polyeder
wenigstens drei Kanten haben müssen,
so werden in einer solchen wenigstens
drei regelmässige Vielecke zusammen-
stossen. Nehmen wir an diese Vielecke
seien Dreiecke so wird jeder Kanten
winkel dem Winkel eines gleichseitigen
Dreiecks gleich sein, also 60 Grad be
tragen. Wären die Ecken sechskantige,
so betrüge die Summe der Kantenwinkel
derselben 360° = 4 R, was dem Satze 7.
des vorigen Abschnittes widerstreitet. Es
können also, wenn die Flächen Dreiecke
sind, nur drei, vier oder fünfkantige
Ecken stättfinden.
Seien die Flächen Vierecke, also der
Polygon- oder Kantenwinkel 90° so sind
schon vierkantige Ecken unmöglich, da
4 • 90 = 4 R ist.
Bei regelmässigen Fünfecken, wo der
Polygonwinkel 180 9 beträgt, wäre zwar
3 • 108 — 324 kleiner, dagegen 4 • 108
schon grösser als 4 R, also vierkantige
Ecken unmöglich.
Bei Sechsecken, deren Polygonwinkel
-J- R = 120°
O
beträgt, wäre schon
3 • 120 = 360,
also sind selbst dreikantige Ecken un
möglich, um so mehr ist dies hei Sieben
ecken u. s. w. der Fall.
Bei den regelmässigen Polyedern kön
nen also nur folgende Flächen und Ecken
Vorkommen:
1) Die Flächen sind Dreiecke, die Ecken
dreikantig,
2) die Flächen sind Dreiecke, die Ecken
vierkantig,
3) die Flächen sind Dreiecke, die Ecken
fünfkantig,
4) die Flächen sind Vierecke, die Ecken
dreikantig,
5) Die Flächen sind Fünfecke, die Ecken
dreikantig.
Scholion. Es ist nun leicht, mittels
der in I. gegebenen Formeln, die Anzahl
der Ecken, Flächen und Kanten zu er
mitteln, für jeden der Fälle, wenn man
dies wirkliche Vorhandensein des ent
sprechenden Polyeders zunächst noch
fraglich lässt.
In Fall 1), 2) und 3), ist nämlich:
B=zC= D =z ... =0, A = f,
also nach Formel 3):
2 k = 3 f.
In Fall 1) ist:
ß — y zz cT ... — o, « = c,
also nach Formel 4): 2k—3e.
Diese beiden Gleichungen in Verbindung
mit f+e — k = 2 geben:
k — 6,
also f— 4, e = 4.
Im Fall 2) ist:
a — y ~ cf ... — 0, ß — e,
also die Formeln 3), 4) und 7) geben:
2k = 3 f, k = 2e,
d.h.: k = 12, f- 8, c = 6.
In Fall 3) wo:
a = ß — i) ... = 0, y — e
ist, hat man:
2k = 3f, 2h = 5e,
~k + ~k~k=2,
d.h. & = 30, f- 20, e = 12.