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El dodecaedro rómbico y el cubo


Hemos visto que un dodecaedro rómbico se puede hacer con un cubo y seis pirámides. Entonces es sencillo calcular el volumen de este poliedro.

Dodecaedro rómbico (4): Dodecaedro rómbico formado por un cubo y seis sextos de cubo
Podemos construir un dodecaedro rómbico añadiendo seis pirámides a un cubo. Este hecho tiene interesantes consecuencias.

También sabemos que tiene una propiedad muy interesante: es un poliedro que tesela el espacio.

Dodecaedro rómbico (5): El dodecaedro rómbico es un poliedro que tesela el espacio.
Podemos llenar el espacio con dodecaedros rómbicos sin dejar huecos.

En esta página vamos a ver, desde otro punto de vista, la relación entre el cubo y el dodecaedro rómbico.

Cubo con seis pirámides | matematicasvisuales

Podemos colocar seis pirámides en una cadena como ésta:

Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales

Cundy y Rollet escribieron: "La cadena de pirámides resultante puede plegarse hacia adentro para formar un cubo o puede plegarse hacia afuera, colocarse sobre otro cubo para formar el dodecaedro rómbico." (Cundy y Rollet, pag. 122.)

Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales
Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales

Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales
Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales

Plegando hacia adentro para formar un cubo:

Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales
Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales
Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales
Dodecaedro rómbico 'plegado' dentro de un cubo | matematicasvisuales

Éste es un modelo que he hecho con cartulina:

Cubo y dodecaedro rómbico, construcción con cartulina | matematicasvisuales


Ya hemos estudiado que hay una relación entre el formato de papel Din A y el dodecaedro rómbico.

Dodecaedro rómbico (3): cubo con pirámides
Añadiendo seis pirámides a un cubo podemos construir nuevos poliedros que tienen veinticuatro caras triángulares. Para unas determinadas pirámides obtenemos un dodecaedro rómbico que tiene doce caras rómbicas.
Proporción del papel estándar DIN A
El papel que solemos utilizar tiene un tamaño estándar. Estos rectángulos de papel, que llamamos DIN A, son semejantes y cada tamaño se obtiene del anterior partiéndolo por la mitad.

Michael Grodzins ha explorado las posibilidades de plegar bipirámides usando el formato de papel Din A. Enlaza seis de esas bipirámides y construye un dodecaedro rómbico. Ha publicado varias páginas sobre esto, por ejemplo: Instructables: (Un)Folding the Mysteries of A4 Paper, Instructables: Mysteries of the (Di)pyramids and more.

Este es el modelo que he construido siguiendo sus instrucciones:

Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales
Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales
Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales
Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales
Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales
Cubo y dodecaedro rómbico, bipirámides con papel DinA, Michael Grodzins | matematicasvisuales

REFERENCIAS

Johannes Kepler - 'Strena seu De Nive Sexangula' ('Regalo de Año nuevo. Sobre el copo de nieve hexagonal', Traducción y notas de Ana García Azcárate y Ángel Requena Fraile. Editorial Aviraneta, 2011. Este libro se puede descargar gratuitamente gracias a la generosidad de sus autores a través del excelente sitio web de Ángel Requena 'Turismo Matemático' en su sección Turismo Matemático. Libros descargables.
Johannes Kepler - 'De Nive Sexangula' (Tenemos una versión bilingüe en latin e inglés en 'The Six Cornered Snowflake: a New Year's gif' - Paul Dry Books, Philadelphia, Pennsylvania, 2010. Con notas y comentarios muy interesantes de Owen Gingerich y Guillermo Bleichmar. Las ilustraciones las realizó la matemática española Capi Corrales Rodrigáñez.
D'Arcy Thompson - On Growth And Form - Cambridge University Press, 1942. Traducción española de Ana María Rubio Díez y Mario X. Ruiz-González publicada por Cambridge University Press.
Hugo Steinhaus - Mathematical Snapshots - Oxford University Press - Third Edition. Una traducción española fue hecha por Luis Bou García y fue publicada por la Editorial Salvat con el título 'Instantáneas Matemáticas' en 1986.
Magnus Wenninger - 'Polyhedron Models', Cambridge University Press.
Peter R. Cromwell - 'Polyhedra', Cambridge University Press, 1999.
H.Martin Cundy and A.P. Rollet, 'Mathematical Models', Oxford University Press, Second Edition, 1961.
W.W. Rouse Ball and H.S.M. Coxeter - 'Matematical Recreations & Essays', The MacMillan Company, 1947.
W. Hope-Jones, 'The Rhombic Dodecahedron for the Young', The Mathematical Gazette, 1936.
Colin Maclaurin, 'On the Bases of the Cells wherein the Bees deposite their Honey', 1743.
D'Arcy Thompson, 'On Growth And Form' - Cambridge University Press, 1942.
L. Fejes Tóth, 'What the bees know and what they do not know', Bull. Amer. Math. Soc. 70 (1964). In Project Euclid
D. Wallo, V. Duris, L. Rumanova, 'Geometry of bee cells rediscovered', The Electronic Journal of Mathematics and Technology.
Hermann Weil, 'Symmetry', pp. 83-92, Princeton University Press, 1952.

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