例1 由欧拉定理证明:正多面体只有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体这五种

证明:设正多面体的每个面的边数为,每个顶点连有条棱,

令这个多面体的面数为,每个面有条边,故共有条边,由于每条边都是两个面的公共边,故多面体棱数  (1)

  令这个多面体有个顶点,每一个顶点处有条棱,故共有条棱由于每条棱有两个顶点,故多面体棱数  (2)

由(1)(2)得:代入欧拉公式:

    (3),

∵又,但不能同时大于

(若,则有,即这是不可能的)

中至少有一个等于.令,则

,∴,∴

同样若可得

例2.欧拉定理在研究化学分子结构中的应用:

1996年诺贝尔化学奖授予对发现有重大贡献的三位科学家是由60个原子构成的分子,它是形如足球的多面体这个多面体有60个顶点,以每一个顶点为一端点都有三条棱,面的形状只有五边形和六边形,计算分子中五边形和六边形的数目

解:设分子中有五边形个,六边形

分子这个多面体的顶点数,面数,棱数,由欧拉定理得:  (1),

另一方面棱数可由多边形的边数和来表示,得  (2),由(1)(2)得:

分子中五边形有12个,六边形有20个

例3.一个正多面体各个面的内角和为,求它的面数、顶点数和棱数

解:由题意设每一个面的边数为,则

,∴,

将其代入欧拉公式,得,设过每一个顶点的棱数为,

,即(1),

,∴,又

的可能取值为,,

时(1)中无整数解;

,由(1)得,

, ∴

综上可知:.

 0  424437  424445  424451  424455  424461  424463  424467  424473  424475  424481  424487  424491  424493  424497  424503  424505  424511  424515  424517  424521  424523  424527  424529  424531  424532  424533  424535  424536  424537  424539  424541  424545  424547  424551  424553  424557  424563  424565  424571  424575  424577  424581  424587  424593  424595  424601  424605  424607  424613  424617  424623  424631  447090 

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