Sisällön pääryhmät Kulma, kolmio, monikulmio ja -tahokas
Monitahokkaat [ 1 2 3 4 ]
ESITIEDOT: monikulmiot, taso KATSO MYÖS: geometriset probleemat |
|
Todistus sille, että säännöllisiä monitahokkaita on vain viisi, on yllättävänkin yksinkertainen:
Koska säännöllisen monitahokkaan sivutahkot ovat samanlaisia säännöllisiä monikulmioita — olkoot n-kulmioita — on jokaisen kulman suuruus
(n - 2) . 180o/n.
Koska kaikki kärjet ovat samanlaisia, yhtyy jokaisessa kärjessä sama määrä p sivutahkoja. Yhdessä kärjessä kohtaavien kulmien summan tulee olla pienempi kuin täysi kulma 360o, jolloin saadaan epäyhtälö
p(n - 2) . 180o/n < 360o eli np < 2(n + p).
Toisaalta on tietenkin n > 3, p > 3.
Ne arvot n, p, jotka toteuttavat saadun epäyhtälön, on helppo luetella ja todeta, että jokaista kyseeseen tulevaa arvoparia todellakin vastaa jokin tunnettu säännöllinen monitahokas:
n | p | np | 2(n + p) | |
3 | 3 | 9 | 12 | tetraedri |
3 | 4 | 12 | 14 | oktaedri |
3 | 5 | 15 | 16 | ikosaedri |
3 | 6 | 18 | 18 | epäyhtälö ei toteudu |
4 | 3 | 12 | 14 | kuutio |
4 | 4 | 16 | 16 | epäyhtälö ei toteudu |
5 | 3 | 15 | 16 | dodekaedri |
5 | 4 | 20 | 18 | epäyhtälö ei toteudu |
6 | 3 | 18 | 18 | epäyhtälö ei toteudu |
Koska muita epäyhtälön toteuttavia arvopareja ei ole, ei ole olemassa myöskään muita säännöllisiä monitahokkaita.
  | monikulmio kulma (taso-) epäyhtälö |
Kivelä, niinkuin matematiikka, versio 1.12