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 ___ 个顶点。A. 16B. 24C. 36D. 48
A. 16
B. 24
C. 36
D. 48
完整解法
1. 确定新多面体的各面类型及总面数 F
根据题意,正方体经过切割处理后:
- 原正方体的 个正方形面变成了 个正八边形面;
- 切割 个顶点处产生了 个正三角形截面;
- 切割 条棱处产生了 个矩形截面。
因此,新多面体的总面数 为:
2. 通过各面的边数统计求出总棱数 E
统计所有面的边数总和:
- 个正八边形共有 条边;
- 个矩形共有 条边;
- 个正三角形共有 条边。
所有面的边数总和为:
因为多面体的每条棱恰好是两个面的公共边,所以总棱数 为:
3. 应用欧拉公式计算顶点数 V
由于该多面体是由正方体经平面切割得到的凸多面体,满足欧拉公式:
将 和 代入公式,解得顶点数 :
故该新生成的多面体共有 个顶点,选项 C 正确。
答案
C
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