2005年02月07日
立方体の中の正四面体と正八面体
青い水晶の嵐の年 銀河のタカの月ダリ1日
KIN195 13・鷲
中3の次男は、高校受験を目前に控えて、最後の追い込み。。
のはずだが、親の意識に反して本人はのんびりしている(ように見える)。
何とか机に向かわせて、数学の問題に一緒に取り組んでいた。
問題は、立方体の天面の対角にある2点を指定して、その2点を頂点に含む正四面体の残りの2点を問うものだった。
この立方体の中の(内接する)正四面体は、ドリスペ(神聖幾何学?)的には馴染みのあるもので、答えとしては底面のねじれの位置にある2点だ。
次男君は、まず立方体の一つの角に集まる3辺でできる三角錐が答えと思ったらしい。
答えを知っているこちらとしては、「立方体の中の辺同士の角度は?正四面体は?」と聞いてみると、間違っていることが分かったようだが、答えが分からないという。
ジオマグというマグネット玩具で実際に正四面体モデルを見せて確認すると、ようやく答えが見つかったようだ。
さて、ここまでは前振り。本題はここからだ。
同じ問題の続きとして、立方体の一辺が6cmのとき、くだんの正四面体の体積を求めよとあった。
文字だけでは難しいかもしれないが、NAA(数字中毒)な方には考えてもらいたい。
KIN195 13・鷲
中3の次男は、高校受験を目前に控えて、最後の追い込み。。
のはずだが、親の意識に反して本人はのんびりしている(ように見える)。
何とか机に向かわせて、数学の問題に一緒に取り組んでいた。
問題は、立方体の天面の対角にある2点を指定して、その2点を頂点に含む正四面体の残りの2点を問うものだった。
この立方体の中の(内接する)正四面体は、ドリスペ(神聖幾何学?)的には馴染みのあるもので、答えとしては底面のねじれの位置にある2点だ。
次男君は、まず立方体の一つの角に集まる3辺でできる三角錐が答えと思ったらしい。
答えを知っているこちらとしては、「立方体の中の辺同士の角度は?正四面体は?」と聞いてみると、間違っていることが分かったようだが、答えが分からないという。
ジオマグというマグネット玩具で実際に正四面体モデルを見せて確認すると、ようやく答えが見つかったようだ。
さて、ここまでは前振り。本題はここからだ。
同じ問題の続きとして、立方体の一辺が6cmのとき、くだんの正四面体の体積を求めよとあった。
文字だけでは難しいかもしれないが、NAA(数字中毒)な方には考えてもらいたい。
考え方としては、先に次男が誤解した、(立方体の一つの角とそれにつながる3辺でできた)三角錐4つ分の体積を立方体の体積から除くことになる。
三角錐一つ分が
(縦×横÷2)×高さ÷3=(6×6÷2)×6÷3=36cm^3
4つ分だと
36×4=144cm^3
オォ、「144」(12×12 & 16×9 、14万4千のホロニックな数字)だぁと、ひとり喜ぶNAAオヤジである。
答えは、立方体の体積から除くので 6^3 ? 144 = 72cm^3
72は144の半分なので、要は「立方体に内接する正四面体の体積は、立方体の1/3」ということだ。
ちなみに、72は、「12 + 60」であり「12 × 6」。
72 × 5 = 360 (=ウィナル、20日周期×18か月)
と余計な情報まで次男に言おうとして、混乱させそうなので呑み込む。
そこで、オヤジから発展問題として、「立方体に内接する正八面体の体積は?」と尋ねてみた。
今度は、正八面体をつくる上下のピラミッドの体積を考えればよいので、36cm^3になる。
72の半分、「立方体に内接する正八面体の体積は、立方体の1/6」ということだ。
立方体に内接する正四面体と正八面体の体積の関係は、数学の得意な方には常識かもしれないが、ドリスペ的な観点で、暦と幾何(図形)の関係性の深さや美しさに改めて触れさせてもらったような気持ちがした。。