正五角形が12個、正六角形が20個で構成される凸多面体について、頂点の数と辺の数を求める問題です。どの頂点にも、正五角形の面が1個と正六角形の面が2個が集まっています。

幾何学多面体正五角形正六角形オイラーの多面体定理
2025/6/29

1. 問題の内容

正五角形が12個、正六角形が20個で構成される凸多面体について、頂点の数と辺の数を求める問題です。どの頂点にも、正五角形の面が1個と正六角形の面が2個が集まっています。

2. 解き方の手順

まず、頂点の数をV、辺の数をE、面の数をFとします。与えられた情報から、面の数Fは、F=12+20=32F = 12 + 20 = 32 となります。
次に、頂点の数を求めます。どの頂点にも、正五角形が1個、正六角形が2個集まっています。
正五角形は5つの頂点を持ち、正六角形は6つの頂点を持ちます。
したがって、頂点の総数(重複あり)は 12×5+20×6=60+120=18012 \times 5 + 20 \times 6 = 60 + 120 = 180 となります。
しかし、各頂点には3つの面が集まっているので、重複を解消するために3で割ります。したがって、頂点の数Vは、V=180/3=60V = 180 / 3 = 60となります。
最後に、辺の数を求めます。正五角形は5つの辺を持ち、正六角形は6つの辺を持ちます。
したがって、辺の総数(重複あり)は 12×5+20×6=60+120=18012 \times 5 + 20 \times 6 = 60 + 120 = 180 となります。
しかし、各辺は2つの面に共有されているので、重複を解消するために2で割ります。したがって、辺の数Eは、E=180/2=90E = 180 / 2 = 90となります。

3. 最終的な答え

頂点の数: 60
辺の数: 90

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