1、证明:设正多面体的每个面是正n边行 , 每个顶点是m条棱,于是,棱数E应是F(面数)与n的积的一半,即Nf=2E(1式) 。同时,E应是V(顶点数)与M的积的一半,即mV=2E(2式) 。由1式、2式,得,F=2E/n,V=2E/m , 代入欧拉公式V F-E=2,有2E/m 2E/n-E=2整理后,得1/m 1/n=1/2 1/E 。
2、由于E是正整数 , 所以1/E>0 。因此1/m 1/n>1/2(3式),3式说明m,n不能同是大于3,否则3式不成立 。另一方面,由于m和n的意义(正多面体一个顶点处的棱数与多边形的边数)知,m>=3且n>=3 。因此m和n至少有一个等于3 。
3、当m=3时 , 因为1/n>1/2-1/3=1/6,n又是正整数 , 所以n只能是3,4,5 。
【为什么正多面体只有5种】4、同理n=3,m也只能是3,4,5,所以nm类型,33正四面体,43正六面体,34正八面体,53正十二面体,35正二十面体,由于上述5种多面体确实可以用几何方法作出 , 而不可能有其他种类的正多面体,所以正多面体只有5种 。