在幾何學中，菱形十二面體是一個由菱形構成的十二面體，由 12 個全等的菱形組成，具有 24 條邊和 14 個頂點，其對偶多面體為截半立方體，是 13 種卡塔蘭立體之一。 其具有面可遞的性質，這意味著這個幾何形狀的對稱性可在各個面上遞移。菱形十二面體是一種可以獨立堆砌並無空隙且不重疊地填滿三維空間的立體，因此是一種空間填充多面體，這種堆砌結構可以對應到化學中的體心立方晶格；此外，在礦物學中，菱形十二面體也是部分礦物的晶體慣態。由於菱形十二面體每個面全等，且十分均勻，因此有時會被拿來做成骰子或被設計成魔術方塊。菱形十二面體有數種拓樸同構體，即幾何上不同，但面的數量與每個面的邊數相同、頂點間連線方式也相同的立體，例如鳶形十二面體。菱形十二面體也可以。星形化後的菱形十二面體為星形菱形十二面體，當中較知名的形狀是艾雪立體。 性質 菱形十二面體是一個卡塔蘭立體，有 12 個面、24 條邊和 14 個頂點，其中 12 面為 12 個全等的個菱形，且具有 180 度旋轉對稱性和點對稱性，因此是一個環帶多面體，其對偶多面體為截半立方體。 菱形十二面體能獨立密鋪三維空間，因此是一種空間填充多面體，其所形成的堆砌體稱為菱形十二面體堆砌，可以視為是面心立方晶格的沃羅諾伊鑲嵌。這種堆砌體是體心立方晶格（bcc）的布里元區，部分礦物可以形成於菱形十二面體的晶體慣態 pp 8284，如石榴石。蜜蜂築巢時也是使用菱形十二面體空間填充的幾何結構來築巢，其每個蜂房皆是以半個菱形十二面體為上蓋之六角柱的空間填充構成。菱形十二面體也出現在鑽石和金剛石的單位晶格中，但實際上少了 4 個頂點，而化學鍵位於剩餘的稜上 Dodecahedral Crystal Habit khulseycom。 菱形十二面體可以從中心分割成 4 個三方偏方面體，若將菱形十二面體空間填充的每一個菱形十二面體都分割成三方偏方面體則可以形成三方偏方面體的空間填充 Branko Grünbaum Uniform tilings of 3space Geombinatorics 4 1994 49 56John H Conway Heidi Burgiel Chaim GoodmanStrauss 2008 The Symmetries of Things Chapter 21 Naming the Archimedean and Catalan polyhedra and tilings Architectonic and Catoptric tessellations p 292298 includes all the nonprismatic forms，這意味著三方偏方面體也可以獨立密鋪三維空間。這種切割就好像將正六邊形鑲嵌的六邊形切割成 3 個菱形而形成菱形鑲嵌。 FileRhombic dodecahedron 4colorpng 菱形十二面體 FileOblate_cubille_cellpng 菱形十二面體的分割 FileRhombic_dissected_hexagon_3colorsvg 正六邊形的分割 FileGrenat_pyrope_1jpg 石榴石晶體 FileR1cubegif 菱形十二面體可以透過將一個立方體切割成 6 個四角錐重新組合而成。 對稱性 菱形十二面體的對偶多面體 截半立方體是一個阿基米德立體，具有點可遞的性質，因此菱形十二面體具有面可遞的性質，這意味著這個幾何形狀的對稱群可在各個面上傳遞，換句話說，這立體上的任意兩個面 A 和 B，若透過旋轉或鏡射這個立體，使 A 移動到 B 原來的位置時，而兩個面仍然佔據了相同的空間區域。 同理，菱形十二面體具有邊可遞的特性，這意味著，這立體上的任意兩條稜 A 和 B，透過旋轉或鏡射這個立體，使 A 移動到 B 原來的位置時，其稜以及其二面角仍然佔據了相同的空間區域 Peter R Cromwell Polyhedra Cambridge University Press 1997 p 371 Transitivity 64 Isotoxal tilings 309321。菱形十二面體是 9 個邊可遞的凸多面體之一，其他 8 個分別是五個柏拉圖立體、截半立方體、截半二十面體和菱形三十面體。 面的組成 菱形十二面體由 12 個全等的菱形組成，這個菱形的長對角線都是短對角線的倍，其中鋭角的角度則為 arccos 約為 7053，鈍角的角度則為 10947，兩條對角線長度與一邊長的比為 sqrt 21sqrt 32。 尺寸 若菱形十二面體的邊長為，則其內切球半徑為： r_mathrm i frac sqrt 63 a approx 08164965809a 邊心距為： r_mathrm m frac 2sqrt 23 a approx 094280904158a 外接球半徑為： r_mathrm o frac 2sqrt 33 a approx 1154700538a 體積和表面積 若菱形十二面體的邊長為，則其表面積及體積為： begin align A 8sqrt 2 a2 approx 113137085a2 V frac 16sqrt 39 a3 approx 307920144a3 end align 若令其對偶多面體 截半立方體邊長為單位長，則菱形十二面體的邊長為 frac 3sqrt 68，則其體積 V 為： V frac 27sqrt 216 approx 23864853865 頂點坐標 BR 五角十二面體（Pyritohedron）是介於立方體和菱形十二面體之間的變體 BR 菱形十二面體的 三個菱形之公共頂點（共 8 個）其頂點坐標為： 1 1 1 另外 6 個頂點為四個菱形之公共頂點，其頂點坐標為： 2 0 0 0 2 0 和 0 0 2 菱形十二面體可以是為五角十二面體的退化限制，其頂點坐標可表示為與，其中 h 1。 正交投影 菱形十二面體有 4 個特殊的正交投影，分別為於四個菱形的公共頂點投影、於三個菱形的公共頂點投影、於稜上投影和於面上投影，其中「於稜上投影」以及「於面上投影」其對稱性對應於 B2 和 A2 的考克斯特平面 Coxeter Planes and More Coxeter Planes 。 正交投影 投影對稱性 4 6 2 2 菱形 BR 十二面體 截半立方體 BR對偶 其他菱形十二面體 亦有一些十二面體也是由菱形組成，例如。 平行十二面體 菱形十二面體是一種平行多面體，具有可以獨立填滿三維空間的性質，其所形成的幾何結構稱為菱形十二面體堆砌或平行十二面體堆砌，其對偶可能為半立方體堆砌或由四面體和八面體組成的堆砌。 BR 由菱形十二面體堆砌而成的幾何結構 BR 平行十二面體可由四對等長的邊組成。 常見的由菱形組成的平行十二面體有二面體群菱形十二面體。 二面體群菱形十二面體 二面體群菱形十二面體是一種具有與一般菱形十二面體不同對稱性的平行十二面體，同樣可以獨立填滿三維空間，其所形成的幾何結構類似於截角八面體堆砌的一個變種 Order in Space A design source book Keith Critchlow p5657。 其中一個二面體群菱形十二面體例子，例如由 4 個正方形和 8 個 60 度菱形所組成的平行十二面體，其具有 D4h 二面體群對稱，且階數為 16，其外型看起來與頂面和底面擺入正四角錐的截半立方體類似。 BR 展開圖 頂點座標 0 0 2 1 1 0 1 0 1 0 1 1 比林斯基十二面體 BR 依據其對稱性將比林斯基十二面體之前面的面與寬邊著上顏色。 BR 依照互相平行的邊著色 比林斯基十二面體又稱為第二種菱形十二面體（宮崎興二山口哲石井源久『高次元図形サイエンス 』京都大學學術出版會 PR クロムウェル『 多面體』シュプリンガーフェアラーク東京），是菱形十二面體的另一種基於平行十二面體的變種，由於 1960 年發現。 比林斯基十二面體同樣由 12 個菱形組成，但構成此幾何體的菱形有兩種：其中一種菱形對角線比為 2 個平方根，另一種菱形對角線比為黃金比例 HSM Coxeter Regular polytopes Dover publications 1973。 面的種類 第一種 第二種 1 1 使用 thumb150px 菱形十二面體形狀的骰子。 由於菱形十二面體每個面全等，且十分均勻，因此有時會被拿來做成骰子（但大多數都會使用正十二面體作為骰子）。亦有部分的魔術方塊是設計成菱形十二面體的形狀。 FileDiamond puzzlejpg 三階魔方變體 FileSkewb Kite solved cubemeister comjpg 斜轉方塊變體 File 十二軸菱形十二面體魔術方塊jpg 十二軸十二面體魔術方塊 相關多面體與鑲嵌 菱形十二面體可以經由立方體透過會合變換構造，即將立方體每個面貼上角錐，並用適當的錐高，使角錐側面與鄰近面上貼的角錐之測面共面來獲得。其他也是由立方體透過康威變換得到的多面體有： 菱形十二面體可以切割成截半立方體。在切割過程可以得到一些不同的多面體，例如： （可能的來源） 倒角立方體（截邊立方體） 截角倒角立方體（截邊截角立方體） 截半倒角立方體（截邊截半立方體） 截半立方體 影像 BR 菱形十二面體 BR 倒角立方體 BR 小斜方截半立方體 BR 大斜方截半立方體 BR 截半立方體 對偶多面體 對偶多面體 對偶多面體 對偶多面體 對偶多面體 對偶多面體 對偶 BR 截半立方體 BR 四角化截半立方體 BR 鳶形二十四面體 BR 四角化菱形十二面體 BR 菱形十二面體 菱形十二面體與小斜方截半四面體（等價於截半立方體）的對偶多面體等價，其他與正四面體相關的多面體為： 菱形十二面體可以視為由菱形組成的球面鑲嵌圖，一般菱形鑲嵌的菱形銳角頂點是 3 個菱形的公共頂點，有這種性質的相關多面體與鑲嵌包括： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 擬正鑲嵌對稱性 34n4 V 3n 2 的變種： 緊湊鑲嵌 緊湊鑲嵌 緊湊鑲嵌 332 432 532 632 732 832 32 鑲嵌圖 V 33 2 V 34 2 V 35 2 V 36 2 V 3 2 另一種菱形鑲嵌的菱形銳角頂點是 4 個菱形的公共頂點，而菱形十二面體也屬於這類鑲嵌。有這種性質的相關多面體與鑲嵌包括： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： n42 擬正對偶鑲嵌對稱性 V 4n 2 的變種： 對稱性 BR4n2BRn4 緊湊鑲嵌 緊湊鑲嵌 緊湊鑲嵌 緊湊鑲嵌 仿緊鑲嵌 非緊鑲嵌 對稱性 BR4n2BRn4 342BR34 442BR44 542BR54 642BR64 742BR74 842BR84 42BR4 BRiπλ4 鑲嵌圖 BR BR BRV4343 BRV4444 BR BRV4646 BRV4747 BRV4848 BRV44 V44 此外，菱形十二面體也可以對應到面佈局為 V32n32n 的鑲嵌圖系列中。這個系列的第一種形狀時平面鑲嵌，其餘皆為雙曲鑲嵌： V3434 展開圖 V3636 平面鑲嵌菱形鑲嵌 V3838 雙曲鑲嵌 龐加萊圓盤模型 拓樸同構的多面體 部分多面體與菱形十二面體拓樸同構，例如平行十二面體，亦有一些非菱形組成的十二面體與菱形十二面體拓樸同構，例如鳶形十二面體。 鳶形十二面體 鳶形十二面體是一種由 12 個全等的鳶形組成的十二面體，具有面可遞的性質，並具 24 階四面體群對稱性。 鳶形十二面體可以視為將菱形十二面體的菱形面變形成鳶形的結果。形變的方式是透過調整菱形十二面體的 8 個頂點，另外四個頂點保持正四面體的佈局位置。其形變數可透過一個陣列 ab 來表示，當 a 和 b 皆為 1 時則為菱形十二面體，a 表示保持著正四面體的佈局位置的頂點，可以逐漸向趨近，向趨近的意義表示其頂點逐漸移向幾何中心；而 b 的值取決於 a，需要使移動時能夠成平面的鳶形而非扭歪多邊形，其值會向正無窮大逼近。這種情形下，其頂點坐標可以表示為： 2 0 0 0 2 0 0 0 2 a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b 下表列出部分陣列 ab 所形成的鳶形十二面體影像： 陣列 ab 11 2 影像 星形化體 如同其他的凸多面體，菱形十二面體也可以透過延伸面或邊，直到它們相遇形成新的多面體來進行星形化。多爾曼露可（Dorman Luke）在他的論文中描述了一些菱形十二面體的星形化體。較廣為人知的是他提出的第一種多面體，其名稱可以簡略地稱為「第一種星形菱形十二面體」。這種多面體可以視為將適當錐高的菱形錐（底面為菱形的四角錐）疊在菱形十二面體的每一個菱形面上，並且讓錐高高於鄰近的面來構造： Three flattened octahedra compoundpng 第一種星形菱形十二面體 first_rhombic_dodecahedron_stellationstl 第一種星形菱形十二面體的三維模型 對偶複合體 對偶複合體是由一個多面體與其對偶多面體組合成的複合圖形。菱形十二面體與其對偶的複合體為複合截半立方體菱形十二面體。其共有 26 個面、48 條邊和 26 個頂點，其尤拉示性數為 4，虧格為 1。 截角菱形十二面體 截去所有頂點後的菱形十二面體稱為截角菱形十二面體。 截角菱形十二面體 若將菱形十二面體的六個發出四條稜的頂點截去可以獲得倒角立方體。 倒角立方體 倒角立方體的展開圖 另外若將菱形十二面體的八個發出三條稜的頂點截去可以獲得倒角八面體 a truncated form of the rhombic dodecahedron robertlovespinet 201469 2016117。 菱形十二面體截角的結果及其相關多面體 倒角立方體 菱形十二面體 倒角八面體 四角化截半立方體 截半立方體 三角化截半立方體 菱形十二面體堆砌 菱形十二面體可以獨立填滿三維空間，其所形成的幾何結構稱為菱形十二面體堆砌。 菱形十二面體圖 在圖論的數學領域中，與菱形十二面體相關的圖為菱形十二面體圖，是菱形十二面體之，是一個非哈密頓圖。 性質 菱形十二面體圖有 24 條邊和 14 個頂點，其中度為 3 的頂點有 8 個；度為 4 的頂點有 6 個。 菱形十二面體圖的特徵多項式為： x23 x6 x23 x212 色多項式為 x1 x x1223 x11253 x101759 x98615 x831361 x787205 x6187127 x5308232 x4380364 x3333138 x2184963 x48831 參見 卡塔蘭立體 對偶多面體 註釋 參考文獻 延伸閱讀 Section 39 The thirteen semiregular convex polyhedra and their duals Page 19 Rhombic dodecahedron The Symmetries of Things 2008 John H Conway Heidi Burgiel Chaim GoodmanStrass Chapter 21 Naming the Archimedean and Catalan polyhedra and tilings p 285 Rhombic dodecahedron 外部連結 Virtual Reality Polyhedra The Encyclopedia of Polyhedra 電腦模型 Relating a Rhombic Triacontahedron and a Rhombic Dodecahedron Rhombic Dodecahedron 5Compound and Rhombic Dodecahedron 5Compound by Sándor Kabai Wolfram 演示專案 紙模型 Rhombic Dodecahedron Calendar：不須使用膠水製作一個菱形十二面體月曆 Another Rhombic Dodecahedron Calendar：由編織紙條製成的菱形十二面體 實際應用 Archimede Institute 使用此菱形十二面體的實際住房建設專案的示例 Category 卡塔蘭立體 Category 空間填充多面體