将一个正方体的 8 个顶点和 12 条棱分别进行“切割”处理:第 1 步,在 8 个顶点处各切下一块,产生 8 个正三角形截面;第 2 步,在 12 条原始的棱处切下一块,产生 12 个矩形截面。处理完成后,原来的正方形面变成了正八边形面。那么,这个新生成的多面体共有 13 个顶点。
A. 16
B. 24
C. 36
D. 48

完整解法

1. 确定切割后新多面体的面数 $F$

正方体原有 66 个面、88 个顶点和 1212 条棱。
根据题意进行切割处理:

  • 原来的 66 个正方形面被切去角后变成了 66 个正八边形面;
  • 在 88 个顶点处切下,产生了 88 个正三角形截面;
  • 在 1212 条原始棱处切下,产生了 1212 个矩形截面。

因此,新多面体的总面数为:
F=6+8+12=26F = 6 + 8 + 12 = 26

2. 计算新多面体的总棱数 $E$

多面体的每一条棱都是两个相邻多边形面的公共边。
统计所有面的边数总和:

  • 66 个正八边形面共有 6×8=486 \times 8 = 48 条边;
  • 1212 个矩形面共有 12×4=4812 \times 4 = 48 条边;
  • 88 个正三角形面共有 8×3=248 \times 3 = 24 条边。

所有面的边数之和为:
48+48+24=12048 + 48 + 24 = 120
因此,新多面体的棱数 EE 为:
E=1202=60E = \frac{120}{2} = 60

3. 运用多面体欧拉公式求出顶点数 $V$

对于任意凸多面体,满足欧拉公式:
V−E+F=2V - E + F = 2
将 F=26F = 26 和 E=60E = 60 代入公式,解得顶点数 VV:
V=E−F+2=60−26+2=36V = E - F + 2 = 60 - 26 + 2 = 36

故该多面体共有 3636 个顶点,对应选项 C。

答案

C

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