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. 16B. 24C. 36D. 48
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 个面、 个顶点和 条棱。
根据题意进行切割处理:
- 原来的 个正方形面被切去角后变成了 个正八边形面;
- 在 个顶点处切下,产生了 个正三角形截面;
- 在 条原始棱处切下,产生了 个矩形截面。
因此,新多面体的总面数为:
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:
- 个正八边形面共有 条边;
- 个矩形面共有 条边;
- 个正三角形面共有 条边。
所有面的边数之和为:
因此,新多面体的棱数 为:
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:
将 和 代入公式,解得顶点数 :
故该多面体共有 个顶点,对应选项 C。
答案
C
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