יש משפחה קטנה של גופים מושלמים — ובה בדיוק חמישה.
כדי להיכנס אליה, גוף צריך לעמוד בשלושה תנאים ביחד:
כל הפאות הן מצולעים משוכללים — כל הצלעות שוות וכל הזוויות שוות.
כל הפאות זהות זו לזו — אותו מצולע בדיוק, באותו גודל.
בכל קודקוד נפגש אותו מספר של פאות.
הקובייה עומדת בשלושתם: שישה ריבועים זהים, ובכל פינה נפגשים שלושה.
היא החבר המוכר במשפחה — ויש עוד ארבעה.
שלושה בנויים ממשולשים, אחד מריבועים ואחד ממחומשים. זה לא מקרה — עכשיו נראה למה.
כמה פאות יש בתמניון, ואיזו צורה הן?
Show the answer and the solution
שמונה משולשים שווי צלעות. השם עצמו אומר את המספר — «תמניון» משמונה.
למה אין שישי
בכל קודקוד נפגשות לפחות שלוש פאות.
סכום הזוויות שלהן בקודקוד חייב להיות קטן מ-. בדיוק — הצורה נשארת שטוחה, ולא נסגרת לגוף.
נשארו בדיוק חמש אפשרויות: 3, 4 או 5 משולשים; 3 ריבועים; 3 מחומשים. חמישה גופים.
למה אין גוף משוכלל שפאותיו משושים?
Show the answer and the solution
כי זווית של משושה משוכלל היא , וכבר שלושה משושים נותנים בקודקוד — כלומר משטח שטוח שלא מתקפל.
אפשר לבנות את כולם בבית מפריסות — חמש פריסות מנייר, קיפול והדבקה. זו הדרך הטובה ביותר להרגיש למה המשפחה כל כך קטנה.
לחשוב שכל גוף «יפה» או סימטרי הוא משוכלל.
לתיבה יש שש פאות מלבניות, אבל הן אינן זהות וגם אינן משוכללות. רק הקובייה עומדת בתנאים.
Exercises
להתאמן
Exercise 1
כמה גופים משוכללים קיימים?
Show the answer and the solution
Answer: 5
Worked solution:
ארבעון, קובייה, תמניון, תריסרון, עשרימון
חמישה בדיוק — לא פחות ולא יותר.
Exercise 2
כמה פאות יש לארבעון (טטרהדרון)?
Show the answer and the solution
Answer: 4
Worked solution:
ארבעה משולשים שווי צלעות
הגוף הקטן ביותר במשפחה.
Exercise 3
איזה גוף משוכלל בנוי ממחומשים?
Show the answer and the solution
Answer: B תריסרון (דודקהדרון)
Worked solution:
שנים עשר מחומשים, חמש צלעות לכל אחד
שנים עשר מחומשים — הגוף היחיד במשפחה שבנוי ממחומשים.
Exercise 4
התיבה היא גוף משוכלל
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
התיבה נופלת בשני התנאים הראשונים
פאותיה מלבנים שאינם זהים ואינם משוכללים. רק הקובייה עומדת בתנאים.
Exercise 5
בקודקוד של גוף משוכלל נפגשים שלושה ריבועים. מהו סכום הזוויות שם, במעלות?
Show the answer and the solution
Answer: 270
Worked solution:
זווית הריבוע היא 90
פחות מ-360 — ולכן הגוף נסגר. זו הקובייה.
Exercise 6
מה סכום הזוויות בקודקוד שבו נפגשים שישה משולשים שווי צלעות, במעלות?
Show the answer and the solution
Answer: 360
Worked solution:
שישה משולשים
בדיוק 360 — משטח שטוח, ולכן אין גוף כזה.
Exercise 7
אין גוף משוכלל שפאותיו משושים משוכללים
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
כבר שלושה משושים משטיחים את הקודקוד
וכל מצולע גדול יותר גרוע עוד יותר — הזוויות שלו גדולות מ-120.
Exercise 8
התאימו כל גוף משוכלל למספר הפאות שלו
Show the answer and the solution
Answer: ארבעון — 4 משולשים · קובייה — 6 ריבועים · תמניון — 8 משולשים · תריסרון — 12 מחומשים · עשרימון — 20 משולשים
Worked solution:
מספרי הפאות של חמשת הגופים, לפי הסדר
שלושה בנויים ממשולשים, אחד מריבועים ואחד ממחומשים.
Exercise 9
כמה מקצועות יש לקובייה?
Show the answer and the solution
Answer: 12
Worked solution:
ארבעה למעלה, ארבעה למטה וארבעה מחברים
שישה פאות, שנים עשר מקצועות, שמונה קודקודים.
Exercise 10
מיינו: אילו גופים הם משוכללים ואילו לא?
Show the answer and the solution
Answer: קובייה — משוכלל · ארבעון — משוכלל · תיבה — לא משוכלל · גליל — לא משוכלל · מנסרה משולשת — לא משוכלל · עשרימון — משוכלל
Worked solution:
שני התנאים שמגדירים את המשפחה
ולכן הם מחוץ לה
גוף משוכלל הוא פאון בלבד — לגליל ולחרוט יש משטח מעוגל, ולכן הם מחוץ למשפחה.
Exercise 11
מה שם הגוף המשוכלל שבציור?
Show the answer and the solution
Answer: D עשרימון
Worked solution:
בכל קודקוד נפגשים חמישה משולשים
הרבה משולשים, כמעט כדור — עשרימון. לתריסרון פאות מחומשות.
Exercise 12
בכל קודקוד של תמניון נפגשים ארבעה משולשים שווי צלעות. מה סכום הזוויות שם, במעלות?
Show the answer and the solution
Answer: 240
Worked solution:
ארבע זוויות של
240 קטן מ-360 — ולכן הקודקוד נסגר.
Exercise 13
מה גודל זווית של מחומש משוכלל, במעלות?
Show the answer and the solution
Answer: 108
Worked solution:
סכום הזוויות במחומש
חמש זוויות שוות
שלוש כאלה: — תריסרון.
Exercise 14
בקודקוד של גוף משוכלל יכולים להיפגש ארבעה ריבועים.
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
בדיוק
ארבעה ריבועים שוכבים שטוחים — כמו משבצות של מחברת. אין קודקוד.
Exercise 15
סדרו את הגופים המשוכללים לפי מספר הפאות, מהקטן לגדול
Show the answer and the solution
Answer: ארבעון · קובייה · תמניון · תריסרון · עשרימון
Worked solution:
מספרי הפאות
השמות עצמם אומרים את המספר: ארבע, שמונה, שתים עשרה, עשרים.