把一个骰子放在桌面上,垂直的四个面对准东南西北四个方向。如果某个方向上的点数不同,算作不同的摆放方式,一共可以有多少种摆放方式?如果一个轴穿过骰子两个对面的中点,你可以围绕这个轴旋转骰子90°,骰子会占据相同的空间(但是方向不同)。有多少条不同的轴穿过骰子,并且可以围绕这些轴旋转立方体,旋转角度小于360°?对于每条轴,可以绕轴旋转哪些角度,使得旋转后的骰子占据相同的空间?计算所有轴的所有可能旋转角度的总数(包括不旋转立方体的情况,但仅计算一次)。
如果骰子的放置方式和旋转方式数量与骰子上的边数相比,对于其他常见的骰子形状,这个结果是否相同?这种方式适用于其他哪种形状?
答案:骰子有24种摆放方式。可以将六个面中的任何一个放在顶部,每种顶部选择都有4种方式来排列侧面的方向。此外,骰子有13条旋转轴,总共产生24种旋转方式:通过骰子面中心的三条轴,每条轴可以旋转90°、180°或270°;通过对角顶点的四条轴,每条轴有2种旋转方式;通过相对边中心的6条轴,每条轴有1种旋转方式。加上不旋转的情况,总共有24种旋转方式。对于骰子以及任何正多面体,其旋转方式的数量等于其摆放方式的数量,且为2n,其中n是边的数量。骰子的任何摆放方式都可以通过某种旋转实现,而对于骰子的任意一条边,都存在一种旋转可以将该边移动到另一特定位置。
(老 李)
把一个骰子放在桌面上,垂直的四个面对准东南西北四个方向。如果某个方向上的点数不同,算作不同的摆放方式,一共可以有多少种摆放方式?如果一个轴穿过骰子两个对面的中点,你可以围绕这个轴旋转骰子90°,骰子会占据相同的空间(但是方向不同)。有多少条不同的轴穿过骰子,并且可以围绕这些轴旋转立方体,旋转角度小于360°?对于每条轴,可以绕轴旋转哪些角度,使得旋转后的骰子占据相同的空间?计算所有轴的所有可能旋转角度的总数(包括不旋转立方体的情况,但仅计算一次)。
如果骰子的放置方式和旋转方式数量与骰子上的边数相比,对于其他常见的骰子形状,这个结果是否相同?这种方式适用于其他哪种形状?
答案:骰子有24种摆放方式。可以将六个面中的任何一个放在顶部,每种顶部选择都有4种方式来排列侧面的方向。此外,骰子有13条旋转轴,总共产生24种旋转方式:通过骰子面中心的三条轴,每条轴可以旋转90°、180°或270°;通过对角顶点的四条轴,每条轴有2种旋转方式;通过相对边中心的6条轴,每条轴有1种旋转方式。加上不旋转的情况,总共有24种旋转方式。对于骰子以及任何正多面体,其旋转方式的数量等于其摆放方式的数量,且为2n,其中n是边的数量。骰子的任何摆放方式都可以通过某种旋转实现,而对于骰子的任意一条边,都存在一种旋转可以将该边移动到另一特定位置。
(老 李)