史特芬十四面體是一種彈性多面體,由克勞斯·史特芬於1978年發現[1][2]:244-247[3]。這種多面體基於布里卡爾八面體但沒有自相交的面[4]。這個多面體一共有14個三角形面,是最簡單的由非相交面組成的彈性多面體。[5]其遵循強風箱猜想(strong bellows conjecture),這意味著其登不變量在形變過程皆保持不變。[6]
史特芬十四面體由14個面、21條邊和9個頂點組成。其6個面又可以分成2個子群:來自布里卡爾八面體的6個三角形組,以及將這些三角形組拼起來的另外兩個三角形。[7]
史特芬十四面體的頂點座標為:[8]
其中與可透過下列方程組得出:[8]
、、皆是未知數,其可由下列方程組得出:[8]
、亦是未知數,分別可由下列兩組方程組得出:[8]
構成史特芬十四面體的14個三角形分別為、、、、
、、、、
、、、、
、。[8]
根據風箱定理[9],多面體的體積必為多項式的根,多項式的係數僅取決於多面體的邊長。由於邊長不會隨著多面體的變形過程改變,因此體積必須保持在多項式的有限個根之一,而不會連續變化[10],因此史特芬十四面體在不同的變化狀態下體積皆保持不變。以上述頂點座標描述的史特芬十四面體為例,雖然其有不少頂點是可變的值,其在所有變化狀態下的體積皆為定值,其值約為200.777立方單位。[8]:6
Mackenzie, Dana. Polyhedra can bend but not breathe. Science (American Association for the Advancement of Science). 1998, 279 (5357): 1637–1637.
Demaine, Erik D.; O'Rourke, Joseph, 23.2 Flexible polyhedra, Geometric Folding Algorithms: Linkages, origami, polyhedra, Cambridge University Press, Cambridge: 345–348, 2007, ISBN 978-0-521-85757-4, MR 2354878, doi:10.1017/CBO9780511735172
Fuchs, Dmitry; Tabachnikov, Serge, Mathematical Omnibus: Thirty lectures on classic mathematics, Providence, RI: American Mathematical Society: 354, 2007 [2021-09-09], ISBN 978-0-8218-4316-1, MR 2350979, doi:10.1090/mbk/046, (原始内容存档于2017-03-03).
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