每个区域对应一个四元组
在任意一个未被截面穿过的区域内,令
qX = ⌊5λX⌋ (X=A,B,C,D)
于是 qX∈{0,1,2,3,4}。同一四元组给出的集合是凸集,所以非空时恰好对应一个连通的三维部分。
6 条棱上的 24 个分点会作出 48 次平面,但其中只有 16 个不同的截面。旋转、筛选、拆开模型,亲手看清每一块从哪里来。
交互实验
任意方向拖动 · 360° 自由旋转 · 滚轮缩放
四个重心坐标各落在指定的五分区间内。
完整解答
设点的重心坐标为 (λA, λB, λC, λD),它们都不小于 0,且总和恒为 1。平行于面 BCD 的平面就是 λA=常数;其余三个方向同理。
在任意一个未被截面穿过的区域内,令
于是 qX∈{0,1,2,3,4}。同一四元组给出的集合是凸集,所以非空时恰好对应一个连通的三维部分。
记 S=qA+qB+qC+qD。因为
四式相加,并利用 ΣλX=1,得到 S<5<S+4,故 S 只能是 2、3、4。
S = 2
C(5,3) = 10 10 个四元组S = 3
C(6,3) = 20 20 个四元组S = 4
C(7,3) = 35 35 个四元组总计
65 个部分这些平面将正四面体分成 65 个部分。一般地,若每条棱 n 等分,同样作图,分块数为 (n³+n)/2。