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欧拉公式证明

多面体欧拉定理定理简单多面体的顶点数V棱数E及面数F间有关系对于简单多面体有著名的欧拉公式V-EF2简单多面体即表面经过连续变形可以变为球面的多面体欧拉定理定理简单多面体的顶点数V面数F及棱数E间有关系VF-E2公式描述了简单多面体中顶点数面数棱数之间特有的规律定

欧拉公式证明1

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欧拉公式证明2

不变例如去掉BC就减少一个面ABC同理去掉棱CDBD也就各减少一个面ACDABD由于VF1-E的值都不变因此VF1-E的值不变2再从剩下的树枝形中去掉一条棱就减少一个顶点VF1-E的值不变例如去掉CA就减少一个顶点C同理去AD就减少一个顶点D最后剩下AB在以上变化

欧拉公式证明3

过程中VF1-E的值不变VF1-E2-0-11所以VF-EVF1-E12对任意的简单多面体运用这样的方法都是只剩下一条线段公式对任意简单多面体都是正确的欧拉定理又一证法多面体设顶点数V面数F棱数E剪掉一个面将其余的面拉平使它变为平面图形我们在两个图中求所有面的内角

欧拉公式证明4

总和Σα一方面利用面求内角总和设有F个面各面的边数分别为n1n2nF各面的内角总和为Σα[n1-2180n2-2180nF-2180]n1n2nF-2F1802E-2F180E-F3601另一方面在拉开图中利用顶点来求内角总和设剪去的一个面为n边形其内角和为n-2

欧拉公式证明5

180则所有V个顶点中有n个顶点在边上V-n个顶点在中间中间V-n个顶点处的内角和为V-n360边上的n个顶点处的内角和n-2180所以多面体所有各面的内角和为ΣαV-n360n-2180n-2180V-23602由12得E-F360V-2360所以VF-E2

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