多面体

有限个平面多边形,如果其中的每一多边形的每一边至多能当作两个多边形的边,并且对分属于其中不同多边形的两个顶,总存在连结它们的以其中的一些边为各段的折线,那么这有限个平面多边形连同它们内部点的总体,叫做一个多面面。构成一个多面面的各个多边形的顶和边,分别叫做多面面的顶和棱;多边形的本身连同内部的点,叫做多面面的面。如果多面面的棱是两个面的边,这样的棱叫做多面面的内棱。如果多面面的棱只是一个面的边,这样的棱叫做多面面的界棱。如果多面面的所有的棱都是它的内棱,这样的多面面叫做多面体;这样的多面面的顶、棱、面分别叫做多面体的顶、棱、面。多面体按面数分类,可分为四面体、五面体、六面体,等等。

如果多面体符合以下各条件,就叫做简单多面体:

(1)各面都是简单多边形的面;

(2)棱与棱之间、棱与面的内部,都没有公共点;

(3)顶不是任何面或棱的内点;

(4)共有一顶的各面角构成以这个顶为顶的多面角。

如果按简单多面体的每面所在的平面而言,其余所有各面都在这平面的同侧,这样的多面体叫做凸多面体。

每个简单多面体都将空间分成两个域(若尔当定理)。如果是凸多面体,其中一域是凸的,另一域是凹的;如果简单多面体是凹的,两个域都是凹的,但其中有且仅有一个域能包含某平面(因而也包含某直线)全部。这个域叫做多面体的外部,另一域叫做多面体的内部。对凸多面体而言,凸域是内部,凹域是外部。

任何凸多面体的顶数υ与面数ƒ的和都较棱数e多2,即υ+ƒ-e=2。这就是欧拉定理。

参考文章