3D-Ansicht eines Tetrakishexaeders (Animation ) Das Tetrakishexaeder (aus griechisch τετράκις tetrakis „viermal“ und Hexaeder „Sechsflächner“), auch Pyramidenwürfel oder Disdyakishexaeder (griechisch δίς dis „zweimal“ und δυάκις dyakis „zweimal“), ist ein konvexes Polyeder , das sich aus 24 gleichschenkligen Dreiecken zusammensetzt und zu den Catalanischen Körpern zählt. Es ist dual zum Oktaederstumpf und hat 14 Ecken sowie 36 Kanten.
Entstehung Werden auf die 6 Begrenzungsflächen eines Würfels (Kantenlänge a {\displaystyle a} ) quadratische Pyramiden mit der Flankenlänge b {\displaystyle b} aufgesetzt, entsteht ein Tetrakishexaeder, sofern die Bedingung a 2 2 < b < a 2 3 {\displaystyle {\tfrac {a}{2}}{\sqrt {2}}<b<{\tfrac {a}{2}}{\sqrt {3}}} erfüllt ist.
Für den zuvor genannten minimalen Wert von b {\displaystyle b} haben die aufgesetzten Pyramiden die Höhe 0, sodass lediglich der Würfel mit der Kantenlänge a {\displaystyle a} übrig bleibt. Das spezielle Tetrakishexaeder mit gleichen Flächenwinkeln entsteht, wenn b = 3 4 a {\displaystyle b={\tfrac {3}{4}}\,a} ist. Nimmt b {\displaystyle b} den o. g. maximalen Wert an, entartet das Tetrakishexaeder zu einem Rhombendodekaeder mit der Kantenlänge b {\displaystyle b} . Überschreitet b {\displaystyle b} den maximalen Wert, so ist das Polyeder nicht mehr konvex und entartet zu einem Sternkörper . Formeln Allgemein a 2 2 < b < a 2 3 {\displaystyle {\tfrac {a}{2}}{\sqrt {2}}<b<{\tfrac {a}{2}}{\sqrt {3}}}
Größen eines Tetrakishexaeders mit Kantenlänge a , b Volumen V = a 2 ( a + 4 b 2 − 2 a 2 ) {\displaystyle V=a^{2}\left(a+{\sqrt {4b^{2}-2a^{2}}}\right)} Oberflächeninhalt A O = 6 a 4 b 2 − a 2 {\displaystyle A_{O}=6a{\sqrt {4b^{2}-a^{2}}}} Pyramidenhöhe k = 1 2 4 b 2 − 2 a 2 {\displaystyle k={\frac {1}{2}}{\sqrt {4b^{2}-2a^{2}}}} Inkugelradius ρ = a ( a + 4 b 2 − 2 a 2 ) 2 4 b 2 − a 2 {\displaystyle \rho ={\frac {a\left(a+{\sqrt {4b^{2}-2a^{2}}}\right)}{2{\sqrt {4b^{2}-a^{2}}}}}} Flächenwinkel (über Kante a ) cos α 1 = 2 a 4 b 2 − 2 a 2 a 2 − 4 b 2 {\displaystyle \cos \,\alpha _{1}={\frac {2a{\sqrt {4b^{2}-2a^{2}}}}{a^{2}-4b^{2}}}} Flächenwinkel (über Kante b ) cos α 2 = a 2 a 2 − 4 b 2 {\displaystyle \cos \,\alpha _{2}={\frac {a^{2}}{a^{2}-4b^{2}}}}
Speziell b = 3 4 a {\displaystyle b={\tfrac {3}{4}}\,a}
Größen eines Tetrakishexaeders mit Kantenlänge a Volumen V = 3 2 a 3 {\displaystyle V={\frac {3}{2}}\,a^{3}} Oberflächeninhalt A O = 3 a 2 5 {\displaystyle A_{O}=3a^{2}{\sqrt {5}}} Pyramidenhöhe k = a 4 {\displaystyle k={\frac {a}{4}}} Inkugelradius ρ = 3 10 a 5 {\displaystyle \rho ={\frac {3}{10}}\,a{\sqrt {5}}} Kantenkugelradius r = a 2 2 {\displaystyle r={\frac {a}{2}}{\sqrt {2}}} Flächenwinkel ≈ 143° 7′ 48″ cos α = − 4 5 {\displaystyle \cos \,\alpha =-{\frac {4}{5}}} Sphärizität ≈ 0,94465 Ψ = 3 π 3 5 {\displaystyle \Psi ={\frac {\sqrt[{3}]{3\,\pi }}{\sqrt {5}}}}
Anwendung In der Natur kommt das Tetrakishexaeder als spezielle Form {hk0} bei Kristallen der Klassen 432, 4 2m und m3 m vor, z. B. beim Fluorit . Das Tetrakishexaeder wird auch als Spielwürfel (W24) verwendet. Weblinks