[#] Sisällön pääryhmät --> Kulma, kolmio, monikulmio ja -tahokas --> Monitahokkaat [ 1 2 3 4 ]
ESITIEDOT: [#] monikulmiot, [#] taso
KATSO MYÖS: [#] geometriset probleemat
[#] Kansisivu
[#] Sisältö
[#] Hakemisto


Säännöllisiä monitahokkaita on vain viisi

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, M niinkuin matematiikka, versio 1.12