KR101112163B1 - teaching aids for a regular polyhedron study - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정다면체 학습 교구에 관한 것으로, 복수의 판재(13,14,15,16)가 상호 직교하는 상태로 결합된 뼈대가 정다면체(10)의 내부에 꽉 들어차게 설치된다.
상기 뼈대에 의해 정다면체(10)의 내부 공간에 상기 정다면체(10)의 각 면을 연결하는 다양한 선과 면이 존재하게 되고, 또한 상기 내부 공간이 다수로 분할된다.
따라서, 정다면체의 외형을 관찰하는 것에 더하여, 내부 공간을 고찰하고 임의 꼭지점 간의 거리, 정다면체의 부피, 각 분할 공간의 부피 등을 구하면서 정다면체를 보다 다양한 방식으로 학습할 수 있다.
The present invention relates to a regular polyhedral learning precinct, the skeleton coupled in a state in which the plurality of plate (13, 14, 15, 16) is orthogonal to each other is installed tightly inside the regular polyhedron (10).
By the skeleton there are various lines and faces connecting the respective faces of the regular polyhedron 10 in the internal space of the regular polyhedron 10, and the internal space is divided into a plurality.
Therefore, in addition to observing the appearance of the regular polyhedron, the regular polyhedron can be studied in more various ways by considering the internal space and finding the distance between arbitrary vertices, the volume of the regular polyhedron, the volume of each divided space, and the like.

Description

정다면체 학습 교구{teaching aids for a regular polyhedron study}Teaching aids for a regular polyhedron study}

본 발명은 정다면체 학습 교구에 관한 것으로, 특히 정다면체에 관해 보다 다양한 학습이 가능하도록 된 정다면체 학습 교구에 관한 것이다.The present invention relates to a regular polyhedral learning parish, and more particularly, to a regular polyhedral learning parish that enables more diverse learning about regular polyhedrons.

정다면체는 볼록 다면체 중에서 모든 면이 합동인 정다각형으로 이루어지고, 각 꼭지점에서 만나는 면의 개수가 같은 도형을 말한다.A regular polyhedron is a convex polyhedron consisting of regular polygons in which all faces are congruent and having the same number of faces at each vertex.

상기의 조건을 만족하는 경우는 도 1에 도시된 바와 같이, 정사면체(a), 정육면체(b), 정팔면체(c), 정십이면체(d), 정이십면체(e)뿐으로 정다면체는 오직 5종류만이 존재한다.When the above conditions are satisfied, as shown in FIG. 1, only five types of regular polyhedrons are a tetrahedron (a), a cube (b), an octahedron (c), a dodecahedron (d), and a icosahedron (e). Only exists.

현재 중학교 1학년 수학교육 과정 중에는 도형의 이해>입체도형>다면체의 단원 아래에 정다면체에 대한 내용이 포함되어 있으며, 이때 종이나 플라스틱 판지, 또는 골격을 이루는 막대와 막대의 연결부재 등으로 제작된 정다면체를 제작하고, 이를 학습 교구를 사용하고 있다.Currently, the mathematics curriculum of the first year of junior high school contains information about regular polyhedrons under the section Understand the shape> Three-dimensional figure> polyhedron, which is a regular polyhedron made of paper, plastic cardboard, or a connecting member of rod I'm using the teaching tools to make them.

그러나, 사용되고 있는 정다면체 학습 교구는 단순한 정다면체로서, 정다면체를 이루는 모든 면이 합동인가? 각 꼭지점에서 만나는 면의 개수가 같은가? 등의 정다면체의 정의 관련 내용과, 면의 수, 모서리의 수, 꼭지점의 수 등을 세어보고 확인하는 정도로만 이용되고 있다.However, the regular polyhedrons used are simple regular ones, and are all aspects of the regular ones congruent? Are the same number of faces at each vertex? It is used only to count and confirm the contents related to the definition of the regular polyhedron, the number of faces, the number of edges, and the number of vertices.

즉, 기존의 정다면체 학습 교구는 정다면체의 외형만을 관찰하는 것으로 이용되고 있어 실제 교육에 있어 활용도가 높지 않았다.In other words, the existing regular polyhedral learning teaching aid is used only to observe the appearance of the regular polyhedron, so its utilization was not high in actual education.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 개선하여, 정다면체의 외형뿐만 아니라 내부 공간에 대한 이해도를 높일 수 있고, 보다 다양한 학습에 이용할 수 있게 되어 활용도가 향상된 정다면체 학습용 교구를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to improve the above-described point, improve the understanding of not only the appearance of the regular polyhedron but also the internal space, and can be used for more various learning to provide a teaching aid for regular polyhedral learning improved.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

내부가 보이는 정다면체와;Regular polyhedron with internal view;

판재로 이루어져 상기 정다면체의 내부에 설치된 뼈대;Skeleton made of a plate installed inside the regular polyhedron;

를 포함하며,Including;

상기 정다면체는 정팔면체이고,The tetrahedron is octahedron,

상기 뼈대는 장방향 중심선에 관통형 슬릿이 형성된 두 장의 직사각형 판재와,The armature is formed of two rectangular plates formed with a through slit in the longitudinal center line,

장방향 중심선을 따라 일측 단부가 개방된 개방형 슬릿이 형성된 한 장의 직사각형 판재를 포함하고,One rectangular plate formed with an open slit open at one end along a longitudinal centerline,

상기 관통형 슬릿이 형성된 두 장의 직사각형 판재중 하나의 판재가 다른 하나의 판재에 형성된 관통형 슬릿에 직각으로 삽입되고, 상기 삽입된 직사각형 판재의 관통형 슬릿에 상기 개방형 슬릿이 형성된 직사각형 판재가 직각으로 삽입되며,One of the two rectangular plates formed with the through-type slits is inserted at right angles into the through-type slits formed in the other plate, and the rectangular plate having the open slits is formed at right angles with the through-slit of the inserted rectangular plate. Inserted,

상기 직사각형 판재들의 꼭지점이 상기 정팔면체의 모서리를 황금비로 분할한 지점에 위치된 것을 특징으로 한다.Vertices of the rectangular plates are characterized in that located at the point where the corner of the octahedron is divided by the golden ratio.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, According to the present invention made of the above configuration,

합동인 복수의 판재가 상호 직교하는 상태로 결합되어 이루어진 뼈대가 정다면체의 내부에 꽉 들어차게 설치된다.Skeleton formed by combining a plurality of joint plates in a state orthogonal to each other is installed tightly inside the regular polyhedron.

상기 뼈대에 의해 정다면체의 내부에 합동인 복수의 사각형이 꽉 들어차게 설치될 수 있음을 알 수 있다.It can be seen that the plurality of quadrangles jointly inside the regular polyhedron may be installed by the skeleton.

또한, 상기 뼈대에 의해 정다면체의 내부 공간에 상기 정다면체의 각 면을 연결하는 다양한 선과 면이 존재하게 되고, 또한 상기 내부 공간이 다수로 분할된다.In addition, various lines and surfaces connecting the respective faces of the regular polyhedron exist in the internal space of the regular polyhedron by the skeleton, and the internal space is divided into a plurality.

따라서, 면, 변, 꼭지점의 수와 면의 형상 및 꼭지점에 모인 면의 수 등, 정다면체의 외형을 관찰하는 것에 더하여, 상기 정다면체의 내부 공간을 보다 다양하게 고찰할 수 있다.Therefore, in addition to observing the appearance of the regular polyhedron, such as the number of faces, sides, vertices and the shape of the face and the number of faces gathered at the vertices, the internal space of the regular polyhedron can be considered in various ways.

즉, 정다면체의 임의 꼭지점 간의 거리, 정다면체의 부피, 각 분할 공간의 부피 등을 구하는 학습을 더 실시할 수 있다.That is, learning to find the distance between any vertex of the regular polyhedron, the volume of the regular polyhedron, the volume of each divided space, and the like can be further performed.

따라서, 정다면체 교육시 보다 다양한 내용을 학습할 수 있으며, 이에 정다면체에 대한 이해도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, more diverse contents can be learned during regular polyhedron education, thereby improving the understanding of the regular polyhedron.

도 1은 정다면체의 사시도,
도 2 내지 도 4는 뼈대를 갖춘 정사면체의 3가지 실시예의 구성 및 조립 설명도,
도 5는 뼈대를 갖춘 정육면체의 구성 및 조립 설명도,
도 6은 뼈대를 갖춘 정팔면체의 구성 및 조립 설명도,
도 7은 뼈대를 갖춘 정십이면체의 구성 및 조립 설명도,
도 8은 뼈대를 갖춘 정이십면체의 구성 및 조립 설명도이다.
1 is a perspective view of a regular polyhedron,
2 to 4 is a diagram illustrating the configuration and assembly of three embodiments of a tetrahedron with a skeleton,
5 is an explanatory view of the configuration and assembly of a cube with a skeleton,
6 is an explanatory view of the configuration and assembly of the octahedron with skeleton;
7 is an explanatory diagram of the configuration and assembly of a dodecahedron having a skeleton;
8 is an explanatory view of the configuration and assembly of an icosahedron with a skeleton.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 정다면체들의 사시도로서, (a)는 4면이 합동인 정사면체, (b)는 6면이 합동인 정육면체, (c)는 8면이 합동인 정팔면체, (d)는 12면이 합동인 정십이면체, (e)는 20면이 합동인 정이십면체이다.1 is a perspective view of a tetrahedron, (a) is a tetrahedron with four sides congruent, (b) a six-sided cuboid, (c) is an octahedron with eight sides congruent, and (d) is a twelve side congruent Dodecahedron, (e) is a icosahedron with congruent 20 faces.

상기 정사면체와 정팔면체와 정이십면체는 면의 형상이 정삼각형이고, 상기 정육면체는 면의 형상이 정사각형이며, 상기 정십이면체는 면의 형상이 정오각형으로 이루어져 있다.The tetrahedron, the octahedron and the icosahedron have a regular triangular face, the regular hexahedron has a square face, and the icosahedron has a regular pentagonal face.

본 발명은 정다면체의 내부에 사각형의 판재로 이루어진 구조물(이하, 뼈대로 지칭한다.)이 구비된 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the structure consisting of a rectangular plate (hereinafter referred to as a skeleton) is provided inside the regular polyhedron.

상기 뼈대가 외부에서 보일 수 있어야만 하므로 상기 정다면체는 투명한 판재로 제작되거나, 또는 모서리 부분만 선형재료(금속, 플라스틱, 나무 재질의 막대로 구성하고 면 부분은 뚫려 있는 형태)로 제작할 수 있다.Since the skeleton should be visible from the outside, the regular polyhedron may be made of a transparent plate, or only a corner portion may be made of a linear material (consisting of a rod made of metal, plastic, or wood, and having a perforated surface).

이제 각 정다면체의 내부에 다양한 구조의 뼈대를 설치한 실시예들을 살펴 본다.Now look at embodiments in which the skeletons of various structures are installed inside each regular polyhedron.

도 2는 정사면체(10)의 내부에 1장의 정사각형 판재(11)가 설치된 실시예이다.2 is an embodiment in which one square plate 11 is installed inside the tetrahedron 10.

상기 정사각형 판재(11)는 네 꼭지점이 정사면체(10)의 각 모서리의 중심점에 위치되고, 네 변이 정사면체(10)의 각 면에 밀착된다.Four vertices of the square plate 11 is located at the center of each corner of the tetrahedron 10, the four sides are in close contact with each surface of the tetrahedron 10.

상기 정사각형 판재(11)가 상기와 같은 상태로 설치됨으로써 상기 정사면체(10)의 내부공간은 상기 정사각형 판재(11)를 기준으로 상호 90°틀어진 합동의 공간으로 2등 분할된다.Since the square plate 11 is installed in the above state, the inner space of the tetrahedron 10 is divided into two spaces of a joint space that is 90 ° twisted with respect to the square plate 11.

도 3은 정사면체(10)의 내부에 2장의 정사각형 판재(11,12)가 내장된 실시예로서, 각 정사각형 판재(11,12)는 하나의 꼭지점과 정사각형의 중심 사이에 판재의 두께와 동일한 폭을 가지는 슬릿(11a,12a)이 형성된다.(본 발명에서 모든 판재의 두께는 동일하고, 모든 슬릿은 판재가 끼워질 수 있도록 판재와 두께와 동일한 폭을 갖는다.)3 is an embodiment in which two square plates 11 and 12 are embedded in the tetrahedron 10, each square plate 11 and 12 having the same width as the thickness of the plate between one vertex and the center of the square. The slits 11a and 12a having the same shape are formed. (In the present invention, all the plates have the same thickness, and all the slits have the same width as the plates so that the plates can be fitted.)

그리고, 상기 두 정사각형 판재(11,12)가 각각 상대방의 슬릿(11a,12a)에 삽입되어 결합되는데, 두 정사각형 판재(11,12)는 상호 90°틀어진 직교 상태가 된다.The two square plates 11 and 12 are inserted into and coupled to the slits 11a and 12a of the counterpart, respectively, and the two square plates 11 and 12 are orthogonal to each other by 90 °.

상기와 같은 구조의 뼈대가 정사면체(10)의 내부에 내장된다. 이 경우에도 각 정사각형 판재(11,12)의 꼭지점은 모두 정사면체(10) 모서리의 중심점에 위치되고, 각 변은 정사면체(10)의 각 면에 밀착된다.Skeleton of the above structure is embedded in the tetrahedron (10). Also in this case, the vertices of each square plate 11 and 12 are located at the center of the corner of the tetrahedron 10, and each side is in close contact with each surface of the tetrahedron 10.

상기 직교하는 두 정사각형 판재(11,12)에 의해 정사면체(10)의 내부공간은 4분할된다.The inner space of the tetrahedron 10 is divided into four by the two orthogonal square plates 11 and 12.

도 4는 상호 직교하는 상태로 교차 결합된 3장의 직사각형 판재로 이루어진 뼈대가 정사면체(10)의 내부에 설치된 경우이다.4 is a case where the skeleton consisting of three rectangular plates cross-linked in a state orthogonal to each other is installed inside the tetrahedron 10.

실제로 3장의 직사각형 판재를 상호 직각인 상태로 교차 결합하는 것은 불가능하므로 1장의 직사각형 판재는 대각선을 따라 완전히 분할되어 2장의 직각삼각형 판재로 제작되어 사용된다.In fact, since it is impossible to cross-couple three rectangular plates at right angles to each other, one rectangular plate is completely divided along a diagonal line and used as two rectangular triangle plates.

각 판재의 형상을 설명한다.The shape of each board | plate material is demonstrated.

1장의 정사각형 판재(13)에는 서로 마주보는 두 꼭지점을 연결하는 선 즉, 대각선을 따라 일측 꼭지점으로부터 정사각형의 중심점을 지나는 슬릿(13a)이 형성된다. 상기 슬릿(13a)의 내측 단부(판재의 내부에 위치하는 단부)는 정사각형의 중심점과 타측 꼭지점 사이의 중간 부분에 위치된다.One square plate 13 is formed with a line connecting two vertices facing each other, that is, a slit 13a passing through the center point of the square from one vertex along a diagonal line. The inner end of the slit 13a (the end located inside the plate) is located at an intermediate portion between the center point of the square and the other vertex.

또 다른 1장의 정사각형 판재는 전술한 바와 같이 대각선을 따라 완전히 분할되어 2장의 직각삼각형 판재(14,15)로 분할된다.Another square plate is completely divided along the diagonal as described above, and divided into two right triangle plates 14 and 15.

상기 직각삼각형 판재(14,15)는 각각 빗변의 중심점으로부터 그 빗변과 마주보는 꼭지점을 연결하는 선이 일부 절개되어 슬릿(14a,15a)이 형성된다.Each of the right triangular plate members 14 and 15 is partially cut from a line connecting the vertices facing the hypotenuse from the central point of the hypotenuse so that slits 14a and 15a are formed.

상기 슬릿(14a,15a)의 내측 단부는 빗변의 중심과 대응 꼭지점 사이의 중간 부분에 위치된다.The inner ends of the slits 14a and 15a are located in the middle portion between the center of the hypotenuse and the corresponding vertex.

한편, 마지막 1장의 정사각형 판재(16)는 세 꼭지점으로부터 정사각형의 중심을 향하여 절개된 슬릿(16a,16b,16c)이 형성된다.On the other hand, the last sheet of square plate 16 is formed with slits 16a, 16b, 16c cut out from three vertices toward the center of the square.

상기 슬릿(16a,16b,16c)들의 내측 단부는 꼭지점과 정사각형의 중심 사이 길이의 중간 부분에 위치된다.The inner ends of the slits 16a, 16b, 16c are located in the middle of the length between the vertex and the center of the square.

상기 2장의 정사각형 판재(13,16)와 2장의 직각삼각형 판재(14,15)는 다음과 같이 결합된다.The two square plates 13 and 16 and the two right triangle plates 14 and 15 are combined as follows.

먼저 세 꼭지점 부위에 슬릿(16a,16b,16c)이 형성된 정사각형 판재(16)를 중심에 수평으로 배치하고, 이어 반대쪽에 슬릿이 형성되지 않은 슬릿(16b)에 다른 하나의 정사각형 판재(13)의 슬릿(13a)을 맞추어 수평인 상기 정사각형 판재(16)에 대해 상호 90°엇갈린 상태(직각인 상태)로 결합한다. 즉, 상기 13번 정사각형 판재는 수직 상태로 결합된다.First, the square plate 16 having the slits 16a, 16b, and 16c formed at three vertices is horizontally disposed at the center thereof, and then the other square plate 13 of the slit 16b having no slit is formed on the opposite side. The slits 13a are fitted to each other and coupled in a 90 ° staggered state (perpendicular state) with respect to the horizontal square plate 16. That is, the square plate 13 is coupled in a vertical state.

이후, 상기 수평의 정사각형 판재(16)에서 상기 수직 정사각형 판재(13)의 양쪽 방향에 위치한 상기 나머지 두 슬릿(16a,16c)에 각각 직각삼각형 판재(14,15)의 슬릿(14a,15a)을 맞추어 상기 수평 정사각형 판재(16)에 대해 직각인 상태로 결합한다.Subsequently, the slits 14a and 15a of the right triangle plate 14 and 15 are respectively disposed in the horizontal two square plates 16 and the remaining two slits 16a and 16c located in both directions of the vertical square plate 13. Fitting in a state perpendicular to the horizontal square plate (16).

상기 직각삼각형 판재(14,15)들의 빗면은 상기 수직인 정사각형 판재(13)의 양측면에 맞닿아 상기 수평 정사각형 판재(16) 및 수직 정사각형 판재(13)에 대해 모두 직각인 또 다른 정사각형 판재를 구성하게 된다.The inclined surfaces of the right triangular plates 14 and 15 abut on both sides of the vertical square plate 13 to constitute another square plate perpendicular to both the horizontal square plate 16 and the vertical square plate 13. Done.

따라서, 상기 뼈대는 결과적으로 3장의 정사각형 판재가 상호 직각인 상태에서 대각선 방향으로 결합된 구조를 이룬다.Thus, the skeleton is consequently formed in a structure in which the three square plates are joined in a diagonal direction at right angles to each other.

상기 뼈대는 도시된 바와 같이(도 4의 (d)) 모든 꼭지점이 정사면체의 각 모서리 중심점에 위치하는 상태로 정사면체의 내부에 설치될 수 있다.As shown in (d) of FIG. 4, the skeleton may be installed inside the tetrahedron with all vertices located at the center of each corner of the tetrahedron.

상기와 같은 뼈대를 갖춘 정사면체를 보고, 3장의 정사각형 판재가 대각선 방향으로 상호 직교하는 구조로 이루어진 뼈대가 정사면체 내부에 꽉 들어차게 설치될 수 있다는 것을 알 수 있다.Looking at the tetrahedron with the skeleton as described above, it can be seen that the skeleton consisting of a structure in which the three square plates are orthogonal to each other in a diagonal direction can be installed tightly inside the tetrahedron.

또한, 상기 뼈대에 의해 정사면체의 내부 공간이 육면체 4개(정사면체의 꼭지점 부분에 위치)와, 4면체 4개(정사면체의 모서리 중심을 연결하는 삼각형 부분에 위치)로 이루어진 8개의 조각으로 분할되는 것을 확인할 수 있다.In addition, the internal space of the tetrahedron by the skeleton is divided into eight pieces consisting of four cubes (located at the vertex of the tetrahedron) and four tetrahedrons (located at the triangular portion connecting the corner centers of the tetrahedron). You can check it.

한편, 상기 뼈대의 오목한 부분을 모두 메우면 합동인 정삼각형 8개로 이루어진 정팔면체가 됨을 알 수 있는 바, 정사면체의 내부에 정팔면체의 각 꼭지점이 상기 정사면체의 모서리 중심에 위치하도록 꽉 들어찬 상태로 설치될 수 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, it can be seen that the octahedron consisting of eight equilateral triangular joints to fill all the concave parts of the skeleton, each vertex of the octahedron can be installed in a state filled tightly so as to be located at the corner center of the tetrahedron It can be confirmed.

또한, 정사면체의 모든 면을 지나면서 제자리로 돌아오는 최소 거리는 바로 상기 정사면체의 내부에 내장된 정팔면체에서 그 정팔면체를 구성하는 정사각형 판재의 둘레와 같음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the minimum distance returning to the place while passing all the faces of the tetrahedron is the same as the circumference of the square plate constituting the octahedron in the octahedron embedded inside the tetrahedron.

도 5는 정육면체의 내부에 뼈대가 설치된 실시예를 도시한 것으로, 정육면체의 뼈대는 3장의 정사각형 판재가 상호 중심선 방향으로 교차 결합하여 이루어진다.Figure 5 shows an embodiment in which the skeleton is installed inside the cube, the skeleton of the cube is made of three square plate cross-linked in the direction of the center line of each other.

상기 정육면체의 뼈대를 구성하기 위한 정사각형 판재들의 슬릿은 다음과 같이 형성된다.The slits of the square plates for forming the skeleton of the cube are formed as follows.

하나의 정사각형 판재(21)에는 중심선을 따라 즉, 일측 변의 중심으로부터 마주보는 변의 중심을 향해 절개된 슬릿(21a)이 형성되되, 상기 슬릿(21a)의 개방되지 않은 단부(도면의 우측 단부)는 상기 중심선의 중심으로부터 마주보는 변까지 거리의 중간지점에 위치된다.One square plate 21 is formed with a slit 21a cut along the center line, that is, toward the center of the side facing from the center of one side, and the unopened end (right end of the drawing) of the slit 21a is It is located at the midpoint of the distance from the center of the center line to the opposite side.

또 다른 정사각형 판재는 중심선(서로 마주보는 양쪽 변의 중심점을 연결하는 선)을 따라 완전히 절단되어 2장의 직사각형 판재(22,23)가 구성되고, 상기 직사각형 판재(22,23) 각각의 일측 장변 중심으로부터 마주보는 장변의 중심을 향해 장변과 장변 사이 거리의 절반이 절개되어 각각의 슬릿(22a,23a)이 형성된다.Another square plate is cut along the center line (the line connecting the center points of both sides facing each other) to form two rectangular plates 22 and 23, from the center of one long side of each of the rectangular plates 22 and 23. Half of the distance between the long side and the long side is cut toward the center of the opposite long side to form respective slits 22a and 23a.

나머지 하나의 정사각형 판재(24)는 한 변을 제외한 나머지 세변의 중심으로부터 정사각형의 중심을 향해 변과 정사각형의 중심 사이 거리의 반이 절개되어 3개의 슬릿(24a,24b,24c)이 형성된다.The other one of the square plate 24 is cut half of the distance between the center of the square and the side from the center of the three sides except for one side to the center of the square to form three slits 24a, 24b, and 24c.

상기 정사각형 및 직사각형 판재(21,22,23,24)들의 결합은, 3변의 중심에 슬릿(24a,24b,24c)이 형성된 정사각형 판재(24)를 수평으로 배치하고, 상기 정사각형 판재(24)의 슬릿 중 대응하는 변 쪽에 슬릿이 형성되지 않은 슬릿(세 슬릿 중 가운데 위치한 슬릿;24b)에 중심선을 따라 길게 하나의 슬릿(21a)이 형성된 정사각형 판재(21)의 상기 슬릿(21a)을 맞추어 상호 직각 교차 상태로 결합한다.The combination of the square and rectangular plate members 21, 22, 23 and 24 is arranged to horizontally arrange the square plate member 24 having the slits 24a, 24b and 24c formed at the centers of the three sides, and the The slit 21a of the square plate 21 in which one slit 21a is formed along a center line is aligned at a slit in which no slit is formed on the corresponding side of the slit (24b in the middle of the three slits). Join in the crossed state.

이후, 상기 수직으로 배치된 정사각형 판재(21)의 양쪽에서 상기 수평 정사각형 판재(24)의 양쪽 슬릿(24a,24c)에 상기 직사각형 판재(22,23)의 슬릿(22a,23a)을 맞추어 상호 직각 교차 상태로 결합한다.Subsequently, the slits 22a and 23a of the rectangular plates 22 and 23 are aligned at right angles to both slits 24a and 24c of the horizontal square plate 24 on both sides of the vertically arranged square plate 21. Join in the crossed state.

결과적으로 상기와 같이 조립된 뼈대는 3장의 정사각형 판재가 상호 직교하는 상태로 중심선을 따른 방향으로 결합된 형태를 갖는다.As a result, the skeleton assembled as described above has a shape in which three square plates are coupled in a direction along the center line in a state orthogonal to each other.

상기 정육면체의 뼈대는 각 꼭지점이 정육면체의 각 모서리의 중심에 위치하는 상태로 꽉 들어차게 내장될 수 있다. 상기 뼈대의 각 모서리는 정육면체의 면에 밀착된다.The skeleton of the cube may be embedded tightly in a state where each vertex is located at the center of each corner of the cube. Each edge of the armature is in close contact with the face of the cube.

상기와 같은 뼈대가 내장된 경우, 정육면체의 내부공간은 합동인 8개의 정육면체로 분할됨을 알 수 있다.When the skeleton is built, it can be seen that the internal space of the cube is divided into eight cubes that are congruent.

즉, 정육면체는 합동인 3장의 정사각형 판재로 8등 분할할 수 있음을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the cube can be divided into eight pieces into three square plates.

한편, 도 6은 뼈대가 내장된 정팔면체를 도시한 것으로, 이 경우의 뼈대는 합동인 직사각형 판재 3장이 상호 직각으로 교차하는 상태로 결합된다.On the other hand, Figure 6 shows the octahedral with the skeleton embedded, the skeleton in this case is joined in a state where the three rectangular plate joints intersected at right angles to each other.

그 중 두 장의 직사각형 판재(31,32)에는 서로 마주보는 양쪽 단변의 중심을 잇는 중심선(직사각형의 장방향 중심선)을 따라 다른 직사각형 판재가 관통될 수 있는 길이를 가진 슬릿(31a,32a)이 형성된다.Two rectangular plates 31 and 32 are formed with slits 31a and 32a having a length through which another rectangular plate can be penetrated along a center line (a rectangular longitudinal center line) connecting the two short sides facing each other. do.

상기 슬릿(31a,32a)은 상기 직사각형 판재(31,32)와 중심 위치가 동일하게 형성된다.The slits 31a and 32a are formed in the same center position as the rectangular plate materials 31 and 32.

나머지 한 장의 직사각형 판재(33)에는 상기 장방향 중심선을 따라 슬릿(33a)이 형성되되, 상기 슬릿(33a)의 일측 단부는 직선으로 연장되어 인접한 쪽의 단변 쪽으로 개방되어 있다.Slit 33a is formed along the longitudinal centerline of the other rectangular plate 33, and one end of the slit 33a extends in a straight line and is open toward the short side of the adjacent side.

따라서, 양단이 막힌 관통형 슬릿(32a)이 형성된 직사각형 판재(32)를 수평으로 배치하고, 상기 수평 직사각형 판재(32)의 슬릿(32a)에 또 다른 양단이 막힌 관통형 슬릿(31a)이 형성된 직사각형 판재(31)를 수직으로 삽입한 후, 나머지 하나의 직사각형 판재(33)의 슬릿(33a)에 상기 수평 직사각형 판재(32)의 장변이 삽입되도록 하면서 상기 직사각형 판재(33) 자신도 상기 수직의 직사각형 판재(31)의 슬릿(31a)으로 삽입되도록 한다.Accordingly, the rectangular plate 32 having the through slits 32a formed at both ends thereof is horizontally disposed, and the through slits 31a having the other ends blocked at the slits 32a of the horizontal rectangular plate 32 are formed. After the rectangular plate 31 is inserted vertically, the long side of the horizontal rectangular plate 32 is inserted into the slit 33a of the other rectangular plate 33, and the rectangular plate 33 itself is also perpendicular to the vertical plate. It inserts into the slit 31a of the rectangular board 31.

이로써 합동인 직사각형 판재(31,32,33) 3장이 상호 직각으로 교차하는 상태로 결합이 이루어진다.As a result, the three rectangular plate members 31, 32, and 33, which are conjoined, are joined in a state where they cross at right angles to each other.

상기 직사각형 판재(31,32,33)는 정팔면체(30)의 내부에 존재하는 가상의 3개의 직교하는 정사각형과 각각 동일 평면상에 설치된다.(정팔면체의 모서리중 동일 평면상의 모서리를 연결하면 정사각형이 된다.)The rectangular plates 31, 32, and 33 are installed on the same plane as each of the three virtual orthogonal squares existing inside the octahedron 30. (A square is connected when the corners of the octahedron are connected to the same plane. do.)

또한, 상기 직사각형 판재(31,32,33)의 꼭지점이 정팔면체(30)의 모서리를 황금비로 분할한 분할점에 위치되도록 상기 직사각형 판재(31,32,33)들의 장변과 단변의 길이를 정할 수 있다.In addition, the long sides and the short sides of the rectangular plates 31, 32, and 33 may be determined such that the vertices of the rectangular plates 31, 32, and 33 are located at the dividing points where the corners of the octahedron 30 are divided by the golden ratio. have.

상기와 같이 상기 직사각형 판재(31,32,33)들의 장변과 단변의 길이를 정한 경우, 상기 직사각형 판재(31,32,33)들이 상호 직각으로 교차하여 형성된 뼈대의 꼭지점을 모두 연결하면 정이십면체가 됨을 알 수 있다.When the lengths of the long sides and short sides of the rectangular plates 31, 32, and 33 are determined as described above, when all the vertices of the skeleton formed by crossing the rectangular plates 31, 32, and 33 at right angles to each other are icosahedron. It can be seen that.

즉, 정팔면체(30)의 각 모서리를 황금비로 나누고 그 점을 모두 연결하면 정이십면체가 됨을 알 수 있고, 이로써 정팔면체(30)의 내부에 정이십면체를 꽉 들어차게 설치할 수 있음을 알 수 있다.In other words, if you divide the corners of the octahedron 30 by the golden ratio and connect all of the points, it can be seen that the icosahedron, and thus it can be seen that the icosahedron 30 can be installed tightly inside the octahedron 30. .

도 7과 도 8은 각각 정십이면체(40)와 정이십면체(50)의 내부에 서로 합동인 직사각형 판재 3장이 상호 직교하는 상태로 결합된 뼈대가 내장된 실시예이다.7 and 8 are embodiments in which the skeletons coupled in a state in which three rectangular plate members conjoined to each other are orthogonal to each other inside the dodecahedron 40 and the icosahedron 50, respectively.

상기 정십이면체(40)와 정이십면체(50)에 내장되는 뼈대의 경우도 직사각형 판재 3장을 상호 직교하도록 결합하기 위하여 각각의 판재에 형성되는 슬릿의 형상은 도 6의 정팔면체(30)의 뼈대를 이루는 직사각형 판재(31,32,33)의 경우와 동일하다.In the case of the skeleton embedded in the dodecahedron 40 and the icosahedron 50, the shape of the slit formed in each plate in order to combine three rectangular plates to be orthogonal to each other is shown in the octahedron 30 of FIG. It is the same as the case of the rectangular plate materials 31,32,33 which comprise skeleton.

즉, 중심선에 관통형 슬릿(41a,42a;51a,52a)이 형성된 2장의 직사각형 판재(41,42;51,52)와, 상기 관통형 슬릿(41a,42a;51a,52a)의 일측면이 연장되어 단변쪽으로 개방된 개방형 슬릿(43a;53a)이 형성된 1장의 직사각형 판재(43,53)으로 이루어진다.That is, two rectangular plate members 41, 42; 51, 52 having through slits 41a, 42a; 51a, 52a formed in the center line, and one side of the through slits 41a, 42a; 51a, 52a It consists of one rectangular plate 43 and 53 in which the open slit 43a; 53a extended and opened toward the short side.

그 조립방법 또한 전술한 도 6의 경우와 같으므로 반복 설명은 생략한다.Since the assembly method is also the same as the case of FIG. 6 described above, repeated description is omitted.

도 7에 도시된 상기 정십이면체(40)의 경우, 12개의 정오각형으로 이루어지는데 서로 인접한 두 정오각형의 공유 모서리는 반대쪽에 동일한 조건(서로 인접한 두 정오각형의 공유 모서리)의 모서리를 가진다.In the case of the dodecahedron 40 shown in FIG. 7, it is composed of 12 regular pentagons, and the shared corners of two pentagons adjacent to each other have corners under the same conditions (the shared corners of two adjacent pentagons adjacent to each other).

따라서, 합동인 직사각형 판재(41,42,43)의 단변의 길이를 정이십면체(40)의 모서리의 길이 즉, 정십이면체(40)를 구성하는 정오각형의 한 변의 길이와 같게 하고, 장변의 길이를 정십이면체(40)에서 서로 마주보는 모서리 사이의 길이와 같게 하면, 정십이면체(40)의 내부에 합동인 3장의 직사각형 판재(41,42,43)로 이루어진 뼈대를 꽉 들어차게 설치할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the length of the short side of the rectangular plate | board material 41, 42, 43 which is congruent is made to be equal to the length of the edge of the icosahedron 40, ie, the length of the one side of the pentagon which comprises the dodecahedron 40, When the length of is equal to the length between the edges facing each other in the dodecahedron 40, the skeleton consisting of three rectangular plates (41, 42, 43) conjoined inside the dodecahedron 40 is filled up tightly You can see that it can be installed.

한편, 도 8에 도시된 정이십면체(50)는 정삼각형 20개가 모여 이루어진 것으로, 꼭지점의 수는 12개이며, 임의의 모서리에 대해 맞은편에 동일한 모서리가 존재함을 알 수 있다.Meanwhile, the icosahedron 50 illustrated in FIG. 8 is composed of 20 equilateral triangles, and the number of vertices is 12, and it can be seen that the same edge exists on the opposite side with respect to any corner.

따라서, 서로 합동인 직사각형 판재(51,52,53)을 서로 직교하는 상태로 결합하여 뼈대를 만들었을때 그 뼈대 또한 꼭지점의 수가 12(직사각형의 꼭지점 4 × 판재의 수 3)이고, 모서리도 반드시 마주하는 모서리가 존재하므로 상기 정이십면체(50)의 내부에도 합동인 직사각형 판재(51,52,53) 3장으로 구성된 상기 뼈대를 꽉 들어차게 설치할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when a joint is formed by combining rectangular plates 51, 52, and 53 which are mutually orthogonal to each other, the skeleton also has 12 vertices (4 vertices of a rectangle 3 × 3), and corners must face each other. Since there is an edge to be seen that it can be installed tightly the skeleton consisting of three rectangular plate (51, 52, 53) joint even inside the icosahedron 50.

한편, 상기 직사각형 판재(51,52,53)의 단변은 정이십면체(50)의 한 변(모서리)의 길이와 동일하게 할 수 있다. 이 경우, 상기 3장의 직사각형 판재(51,52,53)로 이루어진 뼈대의 모든 꼭지점을 연결한 선은 정이십면체(50)의 모든 모서리에 각각 일치함을 알 수 있다. 즉, 상기 뼈대의 꼭지점을 연결하여 이루어진 입체도형과 정이십면체 양자의 모서리 간에 짝을 이루지 않고 남거나 모자라는 모서리가 존재하지 않으며, 양자가 정확히 일치될 수 있는 것이다.On the other hand, the short sides of the rectangular plate 51, 52, 53 can be equal to the length of one side (edge) of the icosahedron 50. In this case, it can be seen that the lines connecting all the vertices of the skeleton consisting of the three rectangular plates 51, 52, 53 correspond to all the corners of the icosahedron 50, respectively. That is, the corners of the three-dimensional figure formed by connecting the vertices of the skeleton and the corners of the icosahedron remain unpaired or missing, and the two sides can be exactly matched.

즉, 서로 합동인 직사각형 판재(51,52,53)의 꼭지점을 연결하여 정이십면체를 만들 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that the icosahedron can be made by connecting the vertices of the rectangular plate materials 51, 52, and 53 which are congruent with each other.

또한, 상기와 같이 만들어진 정이십면체가 정팔면체의 내부에 꽉 들어차게 설치될 수 있음은 도 6에 관한 기재에서 이미 설명한 바 있다.In addition, it has already been described in the description of FIG. 6 that the icosahedron made as described above may be installed tightly inside the octahedron.

10 : 정사면체 11,12,13,16 : 정사각형 판재
14,15 : 직각삼각형 판재 11a,12a,13a,14a,15a,16a,16b,16c : 슬릿
20 : 정육면체 21,24 : 정사각형 판재
22,23 : 직사각형 판재 21a,22a,23a,24a,24b,24c : 슬릿
30 : 정팔면체 40 : 정십이면체
50 : 정이십면체 31,32,33,41,42,43,51,52,53 : 직사각형 판재
31a,32a,33a,41a,42a,43a,51a,52a,53a : 슬릿
10: tetrahedron 11, 12, 13, 16: square plate
14,15: right triangle plate 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 16b, 16c: slit
20: cube 21,24: square plate
22, 23: rectangular plate 21a, 22a, 23a, 24a, 24b, 24c: slit
30: octahedron 40: dodecahedron
50: icosahedron 31,32,33,41,42,43,51,52,53: rectangular plate
31a, 32a, 33a, 41a, 42a, 43a, 51a, 52a, 53a: slit

Claims (1)

내부가 보이는 정다면체와;
판재로 이루어져 상기 정다면체의 내부에 설치된 뼈대;
를 포함하며,
상기 정다면체는 정팔면체이고,
상기 뼈대는 장방향 중심선에 관통형 슬릿이 형성된 두 장의 직사각형 판재와,
장방향 중심선을 따라 일측 단부가 개방된 개방형 슬릿이 형성된 한 장의 직사각형 판재를 포함하고,
상기 관통형 슬릿이 형성된 두 장의 직사각형 판재중 하나의 판재가 다른 하나의 판재에 형성된 관통형 슬릿에 직각으로 삽입되고, 상기 삽입된 직사각형 판재의 관통형 슬릿에 상기 개방형 슬릿이 형성된 직사각형 판재가 직각으로 삽입되며,
상기 직사각형 판재들의 꼭지점이 상기 정팔면체의 모서리를 황금비로 분할한 지점에 위치된 것을 특징으로 하는 정다면체 학습 교구.
Regular polyhedron with internal view;
Skeleton made of a plate installed inside the regular polyhedron;
Including;
The tetrahedron is octahedron,
The armature is formed of two rectangular plates formed with a through slit in the longitudinal center line,
One rectangular plate formed with an open slit open at one end along a longitudinal centerline,
One of the two rectangular plates formed with the through-type slits is inserted at right angles into the through-type slits formed in the other plate, and the rectangular plate having the open slits is formed at right angles with the through-slit of the inserted rectangular plate. Inserted,
Vertices of the rectangular plate material is a tetrahedral learning parish, characterized in that located at the point where the corner of the octahedron divided by the golden ratio.
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