Platono kūnas TetraedrasTolygusis žvaigždinis briaunainis Nusklembtas dodekadodekaedras Tolygusis briaunainis toks briau
Tolygusis briaunainis

Tolygusis briaunainis – toks briaunainis, kurio sienos yra taisyklingieji daugiakampiai ir kurio viršūnės yra tranzityvios (t. y. viršūnių kampai yra lygūs ir šis briaunainis yra ). Tolygaus briaunainio visos viršūnės yra tolygios (tapačios), o pats briaunainis pasižymi didelio laipsnio atspindėjimo ir sukimo simetrija.
Tolygieji briaunainiai gali būti taisyklingi (jei be viršūnių, dar yra tranzityvios sienos ir briaunos), kvazitaisyklingi (jei be viršūnių, dar yra tranzityvios briaunos, bet sienos netranzityvios) ir pustaisyklingiai (jei tranzityvios vien viršūnės, o sienos ir briaunos netranzityvios). Šių briaunainių sienos ir viršūnės gali būti ir neiškilos, tad daug tolygiųjų briaunainių yra .
Atmetus begalines prizminių briaunainių klases, suskaičiuosime 75 tolygiuosius briaunainius (arba 76, jei įskaičiuosime Skilingo figūrą).
- Iškilieji:
- 5 Platono kūnai – taisyklingieji iškili briaunainiai;
- 13 Archimedo kūnų – 2 kvazitaisyklingieji ir 11 pustaisyklingių iškilių briaunainių.
- Žvaigždiniai:
- 4 Keplerio-Puanso kūnai – taisyklingi neiškili briaunainiai;
- 53 tolygūs žvaigždiniai braiunainiai – 5 kvazitaisyklingieji ir 48 pustaisyklingiai;
- 1 žvaigždinis briaunainis, turintis sutampančių briaunų poras, geometriškai vadinamas didžiuoju dinusklembtu dirombiniu dodekaedru, kurį atrado Džonas Skilingas (John Skilling), todėl neretai jis svadinamas tiesiog Skilingo figūra.
Greta šios suskaičiuojamos aibės dar yra dvi begalinės briaunainių klasės – , apimančios prizmines iškilas ir žvaigždines formas.
Tolygiųjų briaunainių dualai turi tranzityvias sienas (yra izoedrai) ir jų viršūnės planas yra taisyklingas daugiakampis. Įprastai klasifikuojant, dualūs briaunainiai gretinami su jų pirminiais tolygiaisiais briaunainiais. Taisyklingųjų briaunainių dualai taip pat yra taisyklingieji, o Archimedo kūnų – Katalano kūnai.
Tolygieji briaunainiai yra atskiras trimatis tolygiųjų politopų atvejis. Tolygiųjų politopų teorija apibendrina tolygiąsias figūras ne vien trimatei bet ir kitų matavimų erdvėms: tiek aukštesnio matavimo (keturmatei ir aukštesnei), tiek žemesnėms (dvimatei, vienmatei ir pan.). Trimačių tolygiųjų briaunainių nagrinėjimas leidžia akivaizdžiai pažvelgti į tolygiųjų politopų savybes žmogui lengvai suvokiamoje trimatėje erdvėje.
Istorija
- Platono kūnai buvo studijuojami dar Senovės Graikijoje, kur jais domėjosi filosofas Platonas, matematikai Teatetas (Theaetetus) ir Euklidas.
- Johanas Kepleris (1571–1630) pirmas paskelbė išsamų Archimedo kūnų sąrašą, nors pradinis Archimedo veikalas buvo jau prarastas.
Taisyklingieji žvaigždiniai briaunainiai:
- Kepleris 1619 metais atrado du Keplerio-Puanso briaunainius, o prancūzų matematikas Lui Puanso (Louis Poinsot), 1809 metais, kitus du.
Kiti 53 netaisyklingieji žvaigždiniai briaunainiai:
- Iš likusių 53, 1878 metais Edmundas Hesas (Edmund Hess) atrado du briaunainius, 1881 metais Alberas Banduro (Albert Badoureau) atrado 36, o Pičas (Pitsch), tais pačiais 1881 metais, nepriklausomai atrado dar 18, iš kurių 15 buvo dar visiškai nežinomi.
- JAV geometras Haroldas Kokseteris (Harold Scott MacDonald Coxeter), bendradarbiaudamas su Džefriu Mileriu (Jeffrey Charles Percy Miller), 1930–1932 metais atrado likusius dvylika briaunainių, bet neskubėjo apie tai publikuoti, tad panašiai tuo pačiu metu broliai Maiklas ir Kristoferis Longet-Higinsai (Michael Selwyn Longuet-Higgins, Hugh Christopher Longuet-Higgins) nepriklausomai atrado 11 šių briaunainių.
- 1954 metais Kokseteris, broliai Longet-Higinsai ir Mileris bendrai publikavo tolygiųjų briaunainių sąrašą.
- 1970 metais Sopovas įrodė, kad jų sąrašas yra išsamus.
- 1974 metais Magnusas Veningeris (Magnus Wenninger) publikavo veikalą Polyhedron models (Briaunainių modeliai), kuriame pavaizduoti visi 75 neprizminiai tolygieji briaunainiai ir pateikti matematiko Normano Džonsono (Norman Johnson) suteikti pavadinimai, kurie, daugelio jų, nebuvo anksčiau skelbti.
- 1975 metais Dž. Skilingas (John Skilling) nepriklausomai dar kartą įrodė, kad Kokseterio ir kitų sąrašas yra išsamus, o jei būtų leista tolygiesiems briaunainiams priskirti figūrą, kurios kelios briaunos sutampa, tuomet reikėtų įtraukti dar vieną, ir tiktai vieną briaunainį, vėliau pavadintą Skilingo figūra.
- 1987 metais Edmondas Bonanas (Edmond Bonan) nubraižė visų tolygiųjų briaunainių trimates projekcijas kompiuterio programa (turbo paskalio kalba parašyta programa Polyca) – šie vaizdai buvo pristatyti Tarptautiniame steroskopijos kongrese (International Stereoscopic Union Congress, Eastbourne, UK).
- 1993 metais Zvi Har Elis (Zvi Har’El) sukūrė kompiuterinę programą Kaleido, skirtą kaleidoskopiniam tolygiųjų briaunainių konstravimui ir aprašė ją straipsnyje Uniform Solution for Uniform Polyhedra (Vieningas sprendimas tolygiems briaunainiams). Jis figūras numeravo nuo 1 iki 80.
- Tais pačiais 1993 metais, R. Mėderis (R. Mäder) Kaleido programos sprendimui pritaikė kitokį figūrų indeksavimą ir viską perkėlė į Mathematica programinę aplinką.
- 2002 metais Peteris Meseris (Peter W. Messer) atrado minimalią aibę, apimančią uždaro pavidalo išraiškas, kuriomis galima išreikšti kombinatorinių ir metrinių bet kurio tolygiojo briaunainio (ir jo dualo) savybių kiekybinius parametrus, kai žinomas tik .
Tolygieji žvaigždiniai briaunainiai
Visi 57 neprizminiai neiškili briaunainiai gali būti sudaryti taikant .
Iškilos (nežvaigždinės) formos: Vithofo konstravimas
Iškili tolygieji briaunainiai yra vadinami pagal pavadinimą ir (arba) pagal sąsają su taisyklingąja forma. Žemiau pateikiami iškili tolygieji briaunainiai išdėstyti pagal Vithofo konstravimo veiksmą ir simetrijos grupę.
Vithofo konstravimo metu sukuriami pakartojimai, kuriuos atitinka žemesnės simetrijos atvejai. Kubas vienu metu yra ir taisyklingasis briaunainis, ir kvadratinė prizmė. Oktaedras vienu metu yra ir taisyklingasis briaunainis, ir trikampė antiprizmė; be to, jis dar yra rektifikuotas tetraedras. Daug briaunainių gali būti sukurti pakartotinai iš skirtingų Vithofo konstravimo taškų – tik tada jie yra kitaip nuspalvinami. (Kadangi Vithofo konstravimas vienodai tinkamas tiek tolygiems briaunainiams, tiek tolygiems klojiniams, tai lentelėje pateikiami abeji vaizdai. Sferiniai klojiniai apima ir vadinamuosius hosoedrus bei diedrus, kurie yra netikrieji, „išsigimę“ briaunainiai.)
Vithofo konstravimo metu simetrijos grupės sukuriamos iš trimačio atspindžio taškų grupių, kurių kiekvieną atitinka fundamentinis trikampis (p q r), kur p>1, q>1, r>1 ir 1/p+1/q+1/r<1.
- (3 3 2) – eilė 24
- (4 3 2) – eilė 48
- (5 3 2) – eilė 120
- (n 2 2), visiems n=3,4,5,… – eilė 4n
Likusios neatspindėjimo formos yra konstruojamos nupjaunant pakaitomis (angl. alternation) sienų daugiakampius, turinčius lyginį kraštinių skaičių, kai nupjaunamas kas antras briaunanio sienos daugiakampio kampas.
Kartu su prizmėmis ir jų , sferinio Vithofo konstravimo veiksmas prideda dvi taisyklingas klases, kurios yra „išsigimę“ briaunainiai – diedrai ir hosoedrai, iš kurių pirmieji turi tik dvi sienas, o antrieji tik dvi viršūnes. Nupjaunant taisyklingąjį hosoedrą gauname prizmes.
Žemiau, iškili tolygieji briaunainiai, kurie nėra prizmės, pateikiami simetrinių formų tvarka ir indeksuojami nuo 1 iki 18. Pasikartojančios formos numeris apskliaustas laužtiniais skliaustais.
Begalinės prizminės formos indeksuojamos, paskirsčius jas į keturias šeimas:
- Hosoedrai H2… (Tik kaip sferiniai klojiniai)
- Diedrai D2… (Tik kaip sferiniai klojiniai)
- Prizmės P3… (Nupjautiniai hosoedrai)
- Antiprizmės A3… (Nusklembtos (angl. snub) prizmės)
Apibendrinančios duomenų lentelės
p – sienos kraštinių (arba kampų) skaičius;
q – į vieną viršūnę sueinančių sienų (arba briaunų) skaičius.
Džonsono pavadinimai | Pirminis | Nupjautinis | Rektifikuotas | Binupjautinis (nupjautinis dualas) | Birektifikuotas (dualas) | Kanteliuotas | Omninupjautinis (Kantenupjautinis) | Nusklembtas (angl. snub) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Išplėstinis | ||||||||
{p, q} | t{p, q} | r{p, q} | 2t{p, q} | 2r{p, q} | rr{p, q} | tr{p, q} | sr{p, q} | |
t0{p, q} | t0,1{p, q} | t1{p, q} | t1,2{p, q} | t2{p, q} | t0,2{p, q} | t0,1,2{p, q} | ht0,1,2{p, q} | |
(p q 2) | q | p 2 | 2 q | p | 2 | p q | 2 p | q | p | q 2 | p q | 2 | p q 2 | | | p q 2 |
Viršūnės planas | pq | (q.2p.2p) | (p.q)2 | (p.2q.2q) | qp | (p.4.q.4) | (4.2p.2q) | (3.3.p.3.q) |
(3 3 2) | {3,3} | (3.6.6) | (3.3.3.3) | (3.6.6) | {3,3} | (4.6.6) | (3.3.3.3.3) | |
(4 3 2) | {4,3} | (3.8.8) | (4.6.6) | {3,4} | (3.3.3.3.4) | |||
(5 3 2) | {5,3} | (3.10.10) | {3,5} | (3.4.5.4) | (3.3.3.3.5) |
Diedrinės simetrijos vaizdai:
(p 2 2) | Pirminis | Nupjautinis | Rektifikuotas | Binupjautinis (nupj. dualas) | Birektifikuotas (dualas) | Kanteliuotas | Omninupjautinis (Kantenupjautinis) | Nusklembtas (angl. snub) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Išplėstinis | ||||||||
{p,2} | t{p,2} | r{p,2} | 2t{p,2} | 2r{p,2} | rr{p,2} | tr{p,2} | sr{p,2} | |
t0{p,2} | t0,1{p,2} | t1{p,2} | t1,2{p,2} | t2{p,2} | t0,2{p,2} | t0,1,2{p,2} | ht0,1,2{p,2} | |
2 | p 2 | 2 2 | p | 2 | p 2 | 2 p | 2 | p | 2 2 | p 2 | 2 | p 2 2 | | | p 2 2 | |
Viršūnės planas | p2 | (2.2p.2p) | (p. 2.p. 2) | (p. 4.4) | 2p | (p. 4.2.4) | (4.2p.4) | (3.3.p. 3.2) |
(2 2 2) | 2.4.4 | 2.2.2.2 | 4.4.2 | 2.4.2.4 | 4.4.4 | 3.3.3.2 | ||
(3 2 2) | 2.6.6 | 2.3.2.3 | 4.4.3 | 2.4.3.4 | 4.4.6 | 3.3.3.3 | ||
(4 2 2) | 2.8.8 | 2.4.2.4 | 4.4.4 | 2.4.4.4 | 4.4.8 | 3.3.3.4 | ||
(5 2 2) | 2.10.10 | 2.5.2.5 | 4.4.5 | 2.4.5.4 | 4.4.10 | 3.3.3.5 | ||
(6 2 2) | 2.12.12 | 2.6.2.6 | 4.4.6 | 2.4.6.4 | 4.4.12 | 3.3.3.6 |
Vithofo konstravimo veiksmai
Veiksmas | Simbolis | Aprašymas | |
---|---|---|---|
Pirminis | {p, q} t0{p, q} | Bet koks taisyklingas briaunainis arba klojinys | |
(r) | r{p, q} t1{p, q} | Visiškai nupjautos briaunos virsta taškais. Briaunainio sienos dabar yra kombinuotos iš priminio kūno ir jo dualo sienų. | |
Birektifikuotas (2r) (tas pats, kas dualas) | 2r{p, q} t2{p, q} | Birektifikuotas kūnas (dualas) gaunamas toliau nupjaunant taip, kad pirminės sienos virsta taškais. Naujos sienos susidaro po kiekviena pirmine viršūne. Briaunų skaičius nepakinta, bet jos pasisuka 90 laipsnių. Taisyklingojo briaunainio {p, q} dualas yra taip pat taisyklingas briaunainis {q, p}. | |
(t) | t{p, q} t0,1{p, q} | Kiekviena pirminė viršūnė nupjaunama ir jos vietoje susidaro nauja siena. Nupjovimui būdingas tam tikras laisvės laipsnis, kurio vienas sprendimas sukuria tolygųjį nupjautinį briaunainį. Pirminių briaunainio sienos pastumiamos į šonus, o nupjautų viršūnių vietoje susidaro dualo sienos. | |
Binupjovimas (2t) | 2t{p, q} t1,2{p, q} | Tas pats, kas nupjautinis dualas. | |
(rr) (Taip pat ) | rr{p, q} | Kartu su viršūnės nupjovimu, kiekviena pirminė briauna nuožulniai papildoma nauja stačiakampe siena, susidarančia vietoje briaunos. Tolygi kanteliacija yra pusiaukelė tarp pirminio kūno ir jo dualo. | |
Kantenupjautas (tr) (Taip pat ) | tr{p, q} t0,1,2{p, q} | Nupjovimas ir kanteliacija vyksta kartu ir sukuria omninupjautą formą, kurioje pirminio kūno sienos yra pastumtos į šonus, dualo sienos yra pastumtos į šonus, o vietoje pirminių briaunų yra susidarę kvadratai |
Veiksmas | Simbolis | Aprašymas | |
---|---|---|---|
Nusklembtas rektifikuotas (sr) | sr{p, q} | Kantenupjovimas pakaitomis. Visos pirminės sienos netenka pusės savo kraštinių, o kvadratai susitraukia į briaunas. Kadangi omninupjautinės formos turi trisienių viršūnių, susidaro nauji trikampiai. Įprastai šios pakaitinio sienų keitimo būdu gautos formos vėliau šiek tiek deformuojamos, kad vėl taptų tolygiais briaunainiais. Vėlesnės kaitos galimybės priklauso nuo laisvės laipsnio. | |
Nusklembtas (s) | s{p,2q} | Nupjovimas pakaitomis | |
Kantavimas nusklembimas (s2) | s2{p,2q} | ||
Kanteliacija pakaitomis (hrr) | hrr{2p,2q} | Įmanomi tik tolygieji klojiniai (begaliniai briaunainiai), kai pakaitomis nupjaunama Pavyzdžiui, | |
Pusė (h) | h{2p, q} | Pakaitomis nupjaunama , tas pats kaip | |
Kantavimas (h2) | h2{2p, q} | Tas pats kaip | |
Pusiau rektifikavimas (hr) | hr{2p,2q} | Įmanomas tik tolygiems klojiniams (begaliniams briaunainiams), pakaitomis nupjaunama , tas pats kaip arba Pavyzdžiui, = arba | |
Ketvirtis (q) | q{2p,2q} | Įmanomas tik tolygiems klojiniams (begaliniams briaunainiams), tas pats kaip pavyzdžiui, = arba |
(3 3 2) Td Tetraedrinė simetrija
Sferos sukuria 5 tolygiuosius briaunainius, o šeštas suformuojamas nusklembimo veiksmu.
Tetraedrinės simetrijos pagrindas yra fundamentinis trikampis, turintis vieną viršūnę su dviem veidrodžiais ir dvi viršūnes su trimis veidrodžiais, kas užrašoma simboliu (3 3 2). Taip pat šią simetriją galima užrašyti Kokseterio grupe A2 arba [3,3], taip pat : .
Tetrakis heksaedras turi 24 regimus trikampius, o ant sferos matome pakaitomis nudažytus trikampius ant analogiško sferinio briaunainio:
Nr. | Pavadinimas | Grafas A3 | Grafas A2 | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [3] (4) | Poz. 1 [2] (6) | Poz. 0 [3] (4) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||||
1 | Tetraedras | {3,3} | {3} | 4 | 6 | 4 | |||||||
[1] | Birektifikuotas tetraedras (tas pats, kaip tetraedras) | t2{3,3}={3,3} | {3} | 4 | 6 | 4 | |||||||
2 | Rektifikuotas tetraedras (tas pats, kaip oktaedras) | t1{3,3}=r{3,3} | {3} | {3} | 8 | 12 | 6 | ||||||
3 | Nupjautinis tetraedras | t0,1{3,3}=t{3,3} | {6} | {3} | 8 | 18 | 12 | ||||||
[3] | Binupjautinis tetraedras (tas pats, kaip nupjautinis tetraedras) | t1,2{3,3}=t{3,3} | {3} | {6} | 8 | 18 | 12 | ||||||
4 | Rombinis tetratetraedras (tas pats, kaip ) | t0,2{3,3}=rr{3,3} | {3} | {4} | {3} | 14 | 24 | 12 | |||||
5 | Nupjautinis tetratetraedras (tas pats, kaip nupjautinis oktaedras) | t0,1,2{3,3}=tr{3,3} | {6} | {4} | {6} | 14 | 36 | 24 | |||||
6 | Nusklembtas tetratetraedras (tas pats, kaip ikosaedras) | sr{3,3} | {3} | 2 {3} | {3} | 20 | 30 | 12 |
(4 3 2) Oh Oktaedrinė simetrija
Sferos sukuria 7 tolygiuosius briaunainius ir dar 7 pasitelkiant nupjovimą pakaitomis. Šeši pavidalai kartojasi iš aprašytos tetraedrinės simetrijos lentelės (aukščiau).
Oktaedrinės simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis (4 3 2), jei skaičiuosime veidrodžius kiekvienoje viršūnėje. Taip pat šią simetriją galima užrašyti Kokseterio grupe B2 arba [4,3], taip pat : .
Disdyakis dodekaedras turi 48 regimus sienų trikampius, o ant sferos matome pakaitomis nudažytus trikampius, vaizduojančius analogišką sferinį briaunainį:
Nr. | Pavadinimas | Grafas B3 | Grafas B2 | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [4] (8) | Poz. 1 [2] (12) | Poz. 0 [3] (6) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||||
7 | Kubas | {4,3} | {4} | 6 | 12 | 8 | |||||||
[2] | Oktaedras | {3,4} | {3} | 8 | 12 | 6 | |||||||
[4] | Rektifikuotas kubas Rektifikuotas oktaedras () | {4,3} | {4} | {3} | 14 | 24 | 12 | ||||||
8 | Nupjautinis kubas | t0,1{4,3}=t{4,3} | {8} | {3} | 14 | 36 | 24 | ||||||
[5] | Nupjautinis oktaedras | t0,1{3,4}=t{3,4} | {4} | {6} | 14 | 36 | 24 | ||||||
9 | Kanteliuotas kubas Kanteliuotas oktaedras | t0,2{4,3}=rr{4,3} | {8} | {4} | {6} | 26 | 48 | 24 | |||||
10 | Omninupjautinis kubas Omninupjautinis oktaedras | t0,1,2{4,3}=tr{4,3} | {8} | {4} | {6} | 26 | 72 | 48 | |||||
[6] | Nusklembtas oktaedras (Tas pats, kaip ikosaedras) | = s{3,4}=sr{3,3} | {3} | {3} | 20 | 30 | 12 | ||||||
[1] | Puskubis (Tas pats, kaip tetraedras) | = h{4,3}={3,3} | 1/2{3} | 4 | 6 | 4 | |||||||
[2] | Kantuotas kubas (Tas pats, kaip nupjautinis tetraedras) | = h2{4,3}=t{3,3} | 1/2{6} | 1/2{3} | 8 | 18 | 12 | ||||||
[4] | (Tas pats, kaip ) | = rr{3,3} | 14 | 24 | 12 | ||||||||
[5] | (Tas pats, kaip nupjautinis oktaedras) | = tr{3,3} | 14 | 36 | 24 | ||||||||
[9] | Kantuotas nusklembtas oktaedras (Tas pats, kaip ) | s2{3,4}=rr{3,4} | 26 | 48 | 24 | ||||||||
11 | Nusklembtas kuboktaedras | sr{4,3} | 2 {3} | {3} | 38 | 60 | 24 |
(5 3 2) Ih Ikosaedrinė simetrija
Sferos sukuria 7 tolygiuosius briaunainius ir dar 1, pasitelkiant nupjovimą pakaitomis. Tik 1 pavidalas kartojasi iš aprašytų tetraedrinės ir oktaedrinės simetrijos lentelių (aukščiau).
Ikosaedrinės simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis (5 3 2), jei skaičiuosime veidrodžius kiekvienoje viršūnėje. Taip pat šią simetriją galima užrašyti Kokseterio grupe G2 arba [5,3], taip pat : .
Disdyakis triakontaedras turi 120 regimų sienų trikampių, o ant sferos matome pakaitomis nudažytus trikampius, vaizduojančius analogišką sferinį briaunainį:
Nr. | Pavadinimas | Grafas (A2) [6] | Grafas (H3) [10] | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [5] (12) | Poz. 1 [2] (30) | Poz. 0 [3] (20) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||||
12 | Dodekaedras | {5,3} | {5} | 12 | 30 | 20 | |||||||
[6] | Ikosaedras | {3,5} | {3} | 20 | 30 | 12 | |||||||
13 | Rektifikuotas dodekaedras Rektifikuotas ikosaedras | t1{5,3}=r{5,3} | {5} | {3} | 32 | 60 | 30 | ||||||
14 | Nupjautinis dodekaedras | t0,1{5,3}=t{5,3} | {10} | {3} | 32 | 90 | 60 | ||||||
15 | Nupjautinis ikosaedras | t0,1{3,5}=t{3,5} | {5} | {6} | 32 | 90 | 60 | ||||||
16 | Kanteliuotas dodekaedras Kanteliuotas ikosaedras Rombinis ikosidodekaedras | t0,2{5,3}=rr{5,3} | {5} | {4} | {3} | 62 | 120 | 60 | |||||
17 | Omninupjautinis dodekaedras Omninupjautinis ikosaedras Nupjautinis ikosidodekaedras | t0,1,2{5,3}=tr{5,3} | {10} | {4} | {6} | 62 | 180 | 120 | |||||
18 | sr{5,3} | {5} | 2 {3} | {3} | 92 | 150 | 60 |
(p 2 2) Prizminės [p,2], I2(p) šeimos (Dph diedrinė simetrija)
Sferos sukuria dvi begalines tolygiųjų briaunanių aibes, prizmes ir antiprizmes, ir dar dvi begalines išsigimusių briaunanių aibes, hosoedrus ir diedrus, kurie egzistuoja tik kaip sferos klojiniai.
Diedrinės simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis (p 2 2), jei skaičiuosime veidrodžius kiekvienoje viršūnėje. Taip pat šią simetriją galima užrašyti Kokseterio grupe I2(p) arba [n,2], taip pat prizmine : .
Žemiau pavaizduoti pirmi penki diedrinės simetrijos atvejai: D2 … D6. Diedrinės simetrijos Dp eilė yra 4n, atspindi bipiramidės sienas, o ant sferos – tai pusiaujo linija ir n tolygiai viena nuo kitos nutolusių dienovidinių.
(2 2 2) diedrinė simetrija
Yra 8 fundamentalūs trikampiai, matomi ant kvadratinės bipiramidės sienų (oktaedras) ir pakaitomis nuspalvintus trikampius ant sferos:
Nr. | Pavadinimas | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [2] (2) | Poz. 1 [2] (2) | Poz. 0 [2] (2) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||
D2 H2 | Digoninis diedras Digoninis hosoedras | {2,2} | {2} | 2 | 2 | 2 | |||||
D4 | Nupjautinis digoninis diedras (Tas pats, kaip kvadratinis diedras) | t{2,2}={4,2} | {4} | 2 | 4 | 4 | |||||
P4 [7] | omninupjautinis digoninis diedras (Tas pats, kaip kubas) | t0,1,2{2,2}=tr{2,2} | {4} | {4} | {4} | 6 | 12 | 8 | |||
A2 [1] | Nusklembtas digoninis diedras (Tas pats, kaip tetraedras) | sr{2,2} | 2 {3} | 4 | 6 | 4 |
(3 2 2) D3h diedrinė simetrija
Yra 12 fundamentalių trikampių, kurie matomi ant šešiakampės bipiramidės sienų ir pakaitomis nuspalvintus trikampius ant sferos:
Nr. | Pavadinimas | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [3] (2) | Poz. 1 [2] (3) | Poz. 0 [2] (3) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||
D3 | Trigoninis diedras | {3,2} | {3} | 2 | 3 | 3 | |||||
H3 | Trigoninis hosoedras | {2,3} | {2} | 3 | 3 | 2 | |||||
D6 | Nupjautinis trigoninis diedras (Tas pats, kaip šešiakampis diedras) | t{3,2} | {6} | 2 | 6 | 6 | |||||
P3 | Nupjautinis trigoninis hosoedras (Trikampė prizmė) | t{2,3} | {3} | {4} | 5 | 9 | 6 | ||||
P6 | Omninupjautinis trigoninis diedras (Šešiakampė prizmė) | t0,1,2{2,3}=tr{2,3} | {6} | {4} | {4} | 8 | 18 | 12 | |||
A3 [2] | Nusklembtas trigoninis diedras (Tas pats, kaip trikampė antiprizmė) (Tas pats, kaip oktaedras) | sr{2,3} | {3} | 2 {3} | 8 | 12 | 6 | ||||
P3 | Kantuotas nusklembtas trigoninis diedras (Trikampė prizmė) | s2{2,3}=t{2,3} | 5 | 9 | 6 |
(4 2 2) D4h diedrinė simetrija
Yra 16 fundamentalių trikampių, kurie matomi ant aštuoniakampės bipiramidės sienų ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos:
Nr. | Pavadinimas | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Poz. 2 [4] (2) | Poz. 1 [2] (4) | Poz. 0 [2] (4) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||
D4 | Kvadratinis diedras | {4,2} | {4} | 2 | 4 | 4 | |||||
H4 | Kvadratinis hosoedras | {2,4} | {2} | 4 | 4 | 2 | |||||
D8 | Nupjautinis kvadratinis diedras (Tas pats, kaip aštuoniakampis diedras) | t{4,2} | {8} | 2 | 8 | 8 | |||||
P4 [7] | Nupjautinis kvadratinis hosoedras (Kubas) | t{2,4} | {4} | {4} | 6 | 12 | 8 | ||||
D8 | Omninupjautinis kvadratinis diedras (Aštuoniakampė prizmė) | t0,1,2{2,4}=tr{2,4} | {8} | {4} | {4} | 10 | 24 | 16 | |||
A4 | Nusklembtas kvadratinis diedras (Kvadratinė antiprizmė) | sr{2,4} | {4} | 2 {3} | 10 | 16 | 8 | ||||
P4 [7] | Kantuotas nusklembtas kvadratinis diedras (Kubas) | s2{4,2}=t{2,4} | 6 | 12 | 8 | ||||||
A2 [1] | Nusklembtas kvadratinis hosoedras (Digoninė antiprizmė) (Tetraedras) | s{2,4}=sr{2,2} | 4 | 6 | 4 |
(5 2 2) D5h diedrinė simetrija
Yra 20 fundamentalių trikampių, kurie matomi ant dešimtkampės bipiramidės sienų ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos:
Nr. | Pavadinimas | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pos. 2 [5] (2) | Pos. 1 [2] (5) | Pos. 0 [2] (5) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||
D5 | Penkiakampis diedras | {5,2} | {5} | 2 | 5 | 5 | |||||
H5 | Penkiakampis hosoedras | {2,5} | {2} | 5 | 5 | 2 | |||||
D10 | Nupjautinis penkiakampis diedras (Tas pats, kaip dešimtkampis diedras) | t{5,2} | {10} | 2 | 10 | 10 | |||||
P5 | Nupjautinis penkiakampis hosoedras (Tas pats, kaip penkiakampė prizmė) | t{2,5} | {5} | {4} | 7 | 15 | 10 | ||||
P10 | Omninupjautinis penkiakampis diedras (dešimtkampė prizmė) | t0,1,2{2,5}=tr{2,5} | {10} | {4} | {4} | 12 | 30 | 20 | |||
A5 | Nusklembtas penkiakampis diedras (Penkiakampė antiprizmė) | sr{2,5} | {5} | 2 {3} | 12 | 20 | 10 | ||||
P5 | Kantuotas nusklembtas penkiakampis diedras (Penkiakampė prizmė) | s2{5,2}=t{2,5} | 7 | 15 | 10 |
(6 2 2) D6h diedrinė simetrija
Yra 24 fundamentalūs trikampiai, kurie matomi ant dvylikakampės bipiramidės sienų ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos:
rowspan=2|Nr.Pavadinimas | Vaizdas | Klojinys | Viršūnės planas | ir simboliai | Sienų kiekis pagal poziciją | Elementų kiekis | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pos. 2 [6] (2) | Pos. 1 [2] (6) | Pos. 0 [2] (6) | Sienos | Briaunos | Viršūnės | ||||||
D6 | Šešiakampis diedras | {6,2} | {6} | 2 | 6 | 6 | |||||
H6 | Šešiakampis hosoedras | {2,6} | {2} | 6 | 6 | 2 | |||||
D12 | Nupjautinis šešiakampis diedras (Tas pats, kaip dvylikakampis diedras) | t{6,2} | {12} | 2 | 12 | 12 | |||||
H6 | Nupjautinis šešiakampis hosoedras (Tas pats, kaip šešiakampė prizmė) | t{2,6} | {6} | {4} | 8 | 18 | 12 | ||||
P12 | Omninupjautinis šešiakampis diedras (Dvylikakampė prizmė) | t0,1,2{2,6}=tr{2,6} | {12} | {4} | {4} | 14 | 36 | 24 | |||
A6 | Nusklembtas šešiakampis diedras (Šešiakampė antiprizmė) | sr{2,6} | {6} | 2 {3} | 14 | 24 | 12 | ||||
P3 | Kantuotas šešiakampis diedras (Trikampė prizmė) | = h2{6,2}=t{2,3} | 5 | 9 | 6 | ||||||
P6 | Kantuotas nusklembtas šešiakampis diedras (Šešiakampė prizmė) | s2{6,2}=t{2,6} | 8 | 18 | 12 | ||||||
A3 [2] | Nusklembtas šešiakampis hosoedras (Tas pats, kaip trikampė antiprizmė) (Tas pats, kaip oktaedras) | s{2,6}=sr{2,3} | 8 | 12 | 6 |
Nuorodos
- Coxeter,Longuet-Higgins,Miller (Harvard, 1954)
- Sopov (Harvard, 1970)
- Skilling (1975)
- Closed-Form Expressions for Uniform Polyhedra and Their Duals, Peter W. Messer, Discrete Comput Geom 27:353–375 (2002)[neveikianti nuoroda]
Šaltiniai
- Brückner, M. Vielecke und vielflache. Theorie und geschichte.. Leipzig, Germany: Teubner, 1900. [1]
- ; Longuet-Higgins, M. S.; Miller, J. C. P. (1954). „Uniform polyhedra“. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. The Royal Society. 246 (916): 401–450. doi:10.1098/rsta.1954.0003. ISSN 0080-4614. JSTOR 91532. 0062446. [2]
- Sopov, S. P. (1970). „A proof of the completeness on the list of elementary homogeneous polyhedra“. Ukrainskiui Geometricheskiui Sbornik (8): 139–156. 0326550.
- (1974). Polyhedron Models. Cambridge University Press. ISBN 0-521-09859-9.
- Skilling, J. (1975). „The complete set of uniform polyhedra“. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. 278 (1278): 111–135. doi:10.1098/rsta.1975.0022. ISSN 0080-4614. JSTOR 74475. 0365333.
- Har’El, Z. Uniform Solution for Uniform Polyhedra. Archyvuota kopija 2009-07-15 iš Wayback Machine projekto., Geometriae Dedicata 47, 57-110, 1993. Zvi Har’El Archyvuota kopija 2009-07-27 iš Wayback Machine projekto., Kaleido software Archyvuota kopija 2011-05-20 iš Wayback Machine projekto., Images Archyvuota kopija 2011-05-20 iš Wayback Machine projekto., dual images Archyvuota kopija 2011-05-20 iš Wayback Machine projekto.
- Mäder, R. E. Uniform Polyhedra. Mathematica J. 3, 48-57, 1993. [3]
- Messer, Peter W. Closed-Form Expressions for Uniform Polyhedra and Their Duals.[neveikianti nuoroda], Discrete & Computational Geometry 27:353-375 (2002).
Autorius: www.NiNa.Az
Išleidimo data:
vikipedija, wiki, lietuvos, knyga, knygos, biblioteka, straipsnis, skaityti, atsisiųsti, nemokamai atsisiųsti, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, pictu, mobilusis, porn, telefonas, android, iOS, apple, mobile telefl, samsung, iPhone, xiomi, xiaomi, redmi, pornografija, honor, oppo, Nokia, Sonya, mi, pc, web, kompiuteris, Informacija apie Tolygusis briaunainis, Kas yra Tolygusis briaunainis? Ką reiškia Tolygusis briaunainis?
Platono kunas TetraedrasTolygusis zvaigzdinis briaunainis Nusklembtas dodekadodekaedras Tolygusis briaunainis toks briaunainis kurio sienos yra taisyklingieji daugiakampiai ir kurio virsunes yra tranzityvios t y virsuniu kampai yra lygus ir sis briaunainis yra Tolygaus briaunainio visos virsunes yra tolygios tapacios o pats briaunainis pasizymi didelio laipsnio atspindejimo ir sukimo simetrija Tolygieji briaunainiai gali buti taisyklingi jei be virsuniu dar yra tranzityvios sienos ir briaunos kvazitaisyklingi jei be virsuniu dar yra tranzityvios briaunos bet sienos netranzityvios ir pustaisyklingiai jei tranzityvios vien virsunes o sienos ir briaunos netranzityvios Siu briaunainiu sienos ir virsunes gali buti ir neiskilos tad daug tolygiuju briaunainiu yra Atmetus begalines prizminiu briaunainiu klases suskaiciuosime 75 tolygiuosius briaunainius arba 76 jei įskaiciuosime Skilingo figura Iskilieji 5 Platono kunai taisyklingieji iskili briaunainiai 13 Archimedo kunu 2 kvazitaisyklingieji ir 11 pustaisyklingiu iskiliu briaunainiu Zvaigzdiniai 4 Keplerio Puanso kunai taisyklingi neiskili briaunainiai 53 tolygus zvaigzdiniai braiunainiai 5 kvazitaisyklingieji ir 48 pustaisyklingiai 1 zvaigzdinis briaunainis turintis sutampanciu briaunu poras geometriskai vadinamas didziuoju dinusklembtu dirombiniu dodekaedru kurį atrado Dzonas Skilingas John Skilling todel neretai jis svadinamas tiesiog Skilingo figura Greta sios suskaiciuojamos aibes dar yra dvi begalines briaunainiu klases apimancios prizmines iskilas ir zvaigzdines formas Tolygiuju briaunainiu dualai turi tranzityvias sienas yra izoedrai ir ju virsunes planas yra taisyklingas daugiakampis Įprastai klasifikuojant dualus briaunainiai gretinami su ju pirminiais tolygiaisiais briaunainiais Taisyklinguju briaunainiu dualai taip pat yra taisyklingieji o Archimedo kunu Katalano kunai Tolygieji briaunainiai yra atskiras trimatis tolygiuju politopu atvejis Tolygiuju politopu teorija apibendrina tolygiasias figuras ne vien trimatei bet ir kitu matavimu erdvems tiek aukstesnio matavimo keturmatei ir aukstesnei tiek zemesnems dvimatei vienmatei ir pan Trimaciu tolygiuju briaunainiu nagrinejimas leidzia akivaizdziai pazvelgti į tolygiuju politopu savybes zmogui lengvai suvokiamoje trimateje erdveje Istorija Platono kunai buvo studijuojami dar Senoves Graikijoje kur jais domejosi filosofas Platonas matematikai Teatetas Theaetetus ir Euklidas Johanas Kepleris 1571 1630 pirmas paskelbe issamu Archimedo kunu sarasa nors pradinis Archimedo veikalas buvo jau prarastas Taisyklingieji zvaigzdiniai briaunainiai Kepleris 1619 metais atrado du Keplerio Puanso briaunainius o prancuzu matematikas Lui Puanso Louis Poinsot 1809 metais kitus du Kiti 53 netaisyklingieji zvaigzdiniai briaunainiai Is likusiu 53 1878 metais Edmundas Hesas Edmund Hess atrado du briaunainius 1881 metais Alberas Banduro Albert Badoureau atrado 36 o Picas Pitsch tais paciais 1881 metais nepriklausomai atrado dar 18 is kuriu 15 buvo dar visiskai nezinomi JAV geometras Haroldas Kokseteris Harold Scott MacDonald Coxeter bendradarbiaudamas su Dzefriu Mileriu Jeffrey Charles Percy Miller 1930 1932 metais atrado likusius dvylika briaunainiu bet neskubejo apie tai publikuoti tad panasiai tuo paciu metu broliai Maiklas ir Kristoferis Longet Higinsai Michael Selwyn Longuet Higgins Hugh Christopher Longuet Higgins nepriklausomai atrado 11 siu briaunainiu 1954 metais Kokseteris broliai Longet Higinsai ir Mileris bendrai publikavo tolygiuju briaunainiu sarasa 1970 metais Sopovas įrode kad ju sarasas yra issamus 1974 metais Magnusas Veningeris Magnus Wenninger publikavo veikala Polyhedron models Briaunainiu modeliai kuriame pavaizduoti visi 75 neprizminiai tolygieji briaunainiai ir pateikti matematiko Normano Dzonsono Norman Johnson suteikti pavadinimai kurie daugelio ju nebuvo anksciau skelbti 1975 metais Dz Skilingas John Skilling nepriklausomai dar karta įrode kad Kokseterio ir kitu sarasas yra issamus o jei butu leista tolygiesiems briaunainiams priskirti figura kurios kelios briaunos sutampa tuomet reiketu įtraukti dar viena ir tiktai viena briaunainį veliau pavadinta Skilingo figura 1987 metais Edmondas Bonanas Edmond Bonan nubraize visu tolygiuju briaunainiu trimates projekcijas kompiuterio programa turbo paskalio kalba parasyta programa Polyca sie vaizdai buvo pristatyti Tarptautiniame steroskopijos kongrese International Stereoscopic Union Congress Eastbourne UK 1993 metais Zvi Har Elis Zvi Har El sukure kompiuterine programa Kaleido skirta kaleidoskopiniam tolygiuju briaunainiu konstravimui ir aprase ja straipsnyje Uniform Solution for Uniform Polyhedra Vieningas sprendimas tolygiems briaunainiams Jis figuras numeravo nuo 1 iki 80 Tais paciais 1993 metais R Mederis R Mader Kaleido programos sprendimui pritaike kitokį figuru indeksavima ir viska perkele į Mathematica programine aplinka 2002 metais Peteris Meseris Peter W Messer atrado minimalia aibe apimancia uzdaro pavidalo israiskas kuriomis galima isreiksti kombinatoriniu ir metriniu bet kurio tolygiojo briaunainio ir jo dualo savybiu kiekybinius parametrus kai zinomas tik Tolygieji zvaigzdiniai briaunainiai Visi 57 neprizminiai neiskili briaunainiai gali buti sudaryti taikant Iskilos nezvaigzdines formos Vithofo konstravimas Pavyzdys sukurtas is kubo ir oktaedro tarpusavio virsmo Iskili tolygieji briaunainiai yra vadinami pagal pavadinima ir arba pagal sasaja su taisyklingaja forma Zemiau pateikiami iskili tolygieji briaunainiai isdestyti pagal Vithofo konstravimo veiksma ir simetrijos grupe Vithofo konstravimo metu sukuriami pakartojimai kuriuos atitinka zemesnes simetrijos atvejai Kubas vienu metu yra ir taisyklingasis briaunainis ir kvadratine prizme Oktaedras vienu metu yra ir taisyklingasis briaunainis ir trikampe antiprizme be to jis dar yra rektifikuotas tetraedras Daug briaunainiu gali buti sukurti pakartotinai is skirtingu Vithofo konstravimo tasku tik tada jie yra kitaip nuspalvinami Kadangi Vithofo konstravimas vienodai tinkamas tiek tolygiems briaunainiams tiek tolygiems klojiniams tai lenteleje pateikiami abeji vaizdai Sferiniai klojiniai apima ir vadinamuosius hosoedrus bei diedrus kurie yra netikrieji issigime briaunainiai Vithofo konstravimo metu simetrijos grupes sukuriamos is trimacio atspindzio tasku grupiu kuriu kiekviena atitinka fundamentinis trikampis p q r kur p gt 1 q gt 1 r gt 1 ir 1 p 1 q 1 r lt 1 3 3 2 eile 24 4 3 2 eile 48 5 3 2 eile 120 n 2 2 visiems n 3 4 5 eile 4n Likusios neatspindejimo formos yra konstruojamos nupjaunant pakaitomis angl alternation sienu daugiakampius turincius lyginį krastiniu skaiciu kai nupjaunamas kas antras briaunanio sienos daugiakampio kampas Kartu su prizmemis ir ju sferinio Vithofo konstravimo veiksmas prideda dvi taisyklingas klases kurios yra issigime briaunainiai diedrai ir hosoedrai is kuriu pirmieji turi tik dvi sienas o antrieji tik dvi virsunes Nupjaunant taisyklingajį hosoedra gauname prizmes Zemiau iskili tolygieji briaunainiai kurie nera prizmes pateikiami simetriniu formu tvarka ir indeksuojami nuo 1 iki 18 Pasikartojancios formos numeris apskliaustas lauztiniais skliaustais Begalines prizmines formos indeksuojamos paskirscius jas į keturias seimas Hosoedrai H2 Tik kaip sferiniai klojiniai Diedrai D2 Tik kaip sferiniai klojiniai Prizmes P3 Nupjautiniai hosoedrai Antiprizmes A3 Nusklembtos angl snub prizmes Apibendrinancios duomenu lenteles p sienos krastiniu arba kampu skaicius q į viena virsune sueinanciu sienu arba briaunu skaicius Dzonsono pavadinimai Pirminis Nupjautinis Rektifikuotas Binupjautinis nupjautinis dualas Birektifikuotas dualas Kanteliuotas Omninupjautinis Kantenupjautinis Nusklembtas angl snub Isplestinis p q displaystyle begin Bmatrix p q end Bmatrix t p q displaystyle t begin Bmatrix p q end Bmatrix pq displaystyle begin Bmatrix p q end Bmatrix t q p displaystyle t begin Bmatrix q p end Bmatrix q p displaystyle begin Bmatrix q p end Bmatrix r pq displaystyle r begin Bmatrix p q end Bmatrix t pq displaystyle t begin Bmatrix p q end Bmatrix s pq displaystyle s begin Bmatrix p q end Bmatrix p q t p q r p q 2t p q 2r p q rr p q tr p q sr p q t0 p q t0 1 p q t1 p q t1 2 p q t2 p q t0 2 p q t0 1 2 p q ht0 1 2 p q p q 2 q p 2 2 q p 2 p q 2 p q p q 2 p q 2 p q 2 p q 2Virsunes planas pq q 2p 2p p q 2 p 2q 2q qp p 4 q 4 4 2p 2q 3 3 p 3 q 3 3 2 3 3 3 6 6 3 3 3 3 3 6 6 3 3 4 6 6 3 3 3 3 3 4 3 2 4 3 3 8 8 4 6 6 3 4 3 3 3 3 4 5 3 2 5 3 3 10 10 3 5 3 4 5 4 3 3 3 3 5 Diedrines simetrijos vaizdai p 2 2 Pirminis Nupjautinis Rektifikuotas Binupjautinis nupj dualas Birektifikuotas dualas Kanteliuotas Omninupjautinis Kantenupjautinis Nusklembtas angl snub Isplestinis p 2 displaystyle begin Bmatrix p 2 end Bmatrix t p 2 displaystyle t begin Bmatrix p 2 end Bmatrix p2 displaystyle begin Bmatrix p 2 end Bmatrix t 2 p displaystyle t begin Bmatrix 2 p end Bmatrix 2 p displaystyle begin Bmatrix 2 p end Bmatrix r p2 displaystyle r begin Bmatrix p 2 end Bmatrix t p2 displaystyle t begin Bmatrix p 2 end Bmatrix s p2 displaystyle s begin Bmatrix p 2 end Bmatrix p 2 t p 2 r p 2 2t p 2 2r p 2 rr p 2 tr p 2 sr p 2 t0 p 2 t0 1 p 2 t1 p 2 t1 2 p 2 t2 p 2 t0 2 p 2 t0 1 2 p 2 ht0 1 2 p 2 2 p 2 2 2 p 2 p 2 2 p 2 p 2 2 p 2 2 p 2 2 p 2 2Virsunes planas p2 2 2p 2p p 2 p 2 p 4 4 2p p 4 2 4 4 2p 4 3 3 p 3 2 2 2 2 2 4 4 2 2 2 2 4 4 2 2 4 2 4 4 4 4 3 3 3 2 3 2 2 2 6 6 2 3 2 3 4 4 3 2 4 3 4 4 4 6 3 3 3 3 4 2 2 2 8 8 2 4 2 4 4 4 4 2 4 4 4 4 4 8 3 3 3 4 5 2 2 2 10 10 2 5 2 5 4 4 5 2 4 5 4 4 4 10 3 3 3 5 6 2 2 2 12 12 2 6 2 6 4 4 6 2 4 6 4 4 4 12 3 3 3 6Vithofo konstravimo veiksmai Veiksmas Simbolis AprasymasPirminis p q t0 p q Bet koks taisyklingas briaunainis arba klojinys r r p q t1 p q Visiskai nupjautos briaunos virsta taskais Briaunainio sienos dabar yra kombinuotos is priminio kuno ir jo dualo sienu Birektifikuotas 2r tas pats kas dualas 2r p q t2 p q Birektifikuotas kunas dualas gaunamas toliau nupjaunant taip kad pirmines sienos virsta taskais Naujos sienos susidaro po kiekviena pirmine virsune Briaunu skaicius nepakinta bet jos pasisuka 90 laipsniu Taisyklingojo briaunainio p q dualas yra taip pat taisyklingas briaunainis q p t t p q t0 1 p q Kiekviena pirmine virsune nupjaunama ir jos vietoje susidaro nauja siena Nupjovimui budingas tam tikras laisves laipsnis kurio vienas sprendimas sukuria tolygujį nupjautinį briaunainį Pirminiu briaunainio sienos pastumiamos į sonus o nupjautu virsuniu vietoje susidaro dualo sienos Binupjovimas 2t 2t p q t1 2 p q Tas pats kas nupjautinis dualas rr Taip pat rr p q Kartu su virsunes nupjovimu kiekviena pirmine briauna nuozulniai papildoma nauja staciakampe siena susidarancia vietoje briaunos Tolygi kanteliacija yra pusiaukele tarp pirminio kuno ir jo dualo Kantenupjautas tr Taip pat tr p q t0 1 2 p q Nupjovimas ir kanteliacija vyksta kartu ir sukuria omninupjauta forma kurioje pirminio kuno sienos yra pastumtos į sonus dualo sienos yra pastumtos į sonus o vietoje pirminiu briaunu yra susidare kvadrataiNupjovimas pakaitomis angl alternation Veiksmas Simbolis AprasymasNusklembtas rektifikuotas sr sr p q Kantenupjovimas pakaitomis Visos pirmines sienos netenka puses savo krastiniu o kvadratai susitraukia į briaunas Kadangi omninupjautines formos turi trisieniu virsuniu susidaro nauji trikampiai Įprastai sios pakaitinio sienu keitimo budu gautos formos veliau siek tiek deformuojamos kad vel taptu tolygiais briaunainiais Velesnes kaitos galimybes priklauso nuo laisves laipsnio Nusklembtas s s p 2q Nupjovimas pakaitomisKantavimas nusklembimas s2 s2 p 2q Kanteliacija pakaitomis hrr hrr 2p 2q Įmanomi tik tolygieji klojiniai begaliniai briaunainiai kai pakaitomis nupjaunama Pavyzdziui Puse h h 2p q Pakaitomis nupjaunama tas pats kaipKantavimas h2 h2 2p q Tas pats kaipPusiau rektifikavimas hr hr 2p 2q Įmanomas tik tolygiems klojiniams begaliniams briaunainiams pakaitomis nupjaunama tas pats kaip arba Pavyzdziui arbaKetvirtis q q 2p 2q Įmanomas tik tolygiems klojiniams begaliniams briaunainiams tas pats kaip pavyzdziui arba 3 3 2 Td Tetraedrine simetrija Sferos sukuria 5 tolygiuosius briaunainius o sestas suformuojamas nusklembimo veiksmu Tetraedrines simetrijos pagrindas yra fundamentinis trikampis turintis viena virsune su dviem veidrodziais ir dvi virsunes su trimis veidrodziais kas uzrasoma simboliu 3 3 2 Taip pat sia simetrija galima uzrasyti Kokseterio grupe A2 arba 3 3 taip pat Tetrakis heksaedras turi 24 regimus trikampius o ant sferos matome pakaitomis nudazytus trikampius ant analogisko sferinio briaunainio Nr Pavadinimas Grafas A3 Grafas A2 Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 3 4 Poz 1 2 6 Poz 0 3 4 Sienos Briaunos Virsunes1 Tetraedras 3 3 3 4 6 4 1 Birektifikuotas tetraedras tas pats kaip tetraedras t2 3 3 3 3 3 4 6 42 Rektifikuotas tetraedras tas pats kaip oktaedras t1 3 3 r 3 3 3 3 8 12 63 Nupjautinis tetraedras t0 1 3 3 t 3 3 6 3 8 18 12 3 Binupjautinis tetraedras tas pats kaip nupjautinis tetraedras t1 2 3 3 t 3 3 3 6 8 18 124 Rombinis tetratetraedras tas pats kaip t0 2 3 3 rr 3 3 3 4 3 14 24 125 Nupjautinis tetratetraedras tas pats kaip nupjautinis oktaedras t0 1 2 3 3 tr 3 3 6 4 6 14 36 246 Nusklembtas tetratetraedras tas pats kaip ikosaedras sr 3 3 3 2 3 3 20 30 12 4 3 2 Oh Oktaedrine simetrija Sferos sukuria 7 tolygiuosius briaunainius ir dar 7 pasitelkiant nupjovima pakaitomis Sesi pavidalai kartojasi is aprasytos tetraedrines simetrijos lenteles auksciau Oktaedrines simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis 4 3 2 jei skaiciuosime veidrodzius kiekvienoje virsuneje Taip pat sia simetrija galima uzrasyti Kokseterio grupe B2 arba 4 3 taip pat Disdyakis dodekaedras turi 48 regimus sienu trikampius o ant sferos matome pakaitomis nudazytus trikampius vaizduojancius analogiska sferinį briaunainį Nr Pavadinimas Grafas B3 Grafas B2 Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 4 8 Poz 1 2 12 Poz 0 3 6 Sienos Briaunos Virsunes7 Kubas 4 3 4 6 12 8 2 Oktaedras 3 4 3 8 12 6 4 Rektifikuotas kubas Rektifikuotas oktaedras 4 3 4 3 14 24 128 Nupjautinis kubas t0 1 4 3 t 4 3 8 3 14 36 24 5 Nupjautinis oktaedras t0 1 3 4 t 3 4 4 6 14 36 249 Kanteliuotas kubas Kanteliuotas oktaedras t0 2 4 3 rr 4 3 8 4 6 26 48 2410 Omninupjautinis kubas Omninupjautinis oktaedras t0 1 2 4 3 tr 4 3 8 4 6 26 72 48 6 Nusklembtas oktaedras Tas pats kaip ikosaedras s 3 4 sr 3 3 3 3 20 30 12 1 Puskubis Tas pats kaip tetraedras h 4 3 3 3 1 2 3 4 6 4 2 Kantuotas kubas Tas pats kaip nupjautinis tetraedras h2 4 3 t 3 3 1 2 6 1 2 3 8 18 12 4 Tas pats kaip rr 3 3 14 24 12 5 Tas pats kaip nupjautinis oktaedras tr 3 3 14 36 24 9 Kantuotas nusklembtas oktaedras Tas pats kaip s2 3 4 rr 3 4 26 48 2411 Nusklembtas kuboktaedras sr 4 3 2 3 3 38 60 24 5 3 2 Ih Ikosaedrine simetrija Sferos sukuria 7 tolygiuosius briaunainius ir dar 1 pasitelkiant nupjovima pakaitomis Tik 1 pavidalas kartojasi is aprasytu tetraedrines ir oktaedrines simetrijos lenteliu auksciau Ikosaedrines simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis 5 3 2 jei skaiciuosime veidrodzius kiekvienoje virsuneje Taip pat sia simetrija galima uzrasyti Kokseterio grupe G2 arba 5 3 taip pat Disdyakis triakontaedras turi 120 regimu sienu trikampiu o ant sferos matome pakaitomis nudazytus trikampius vaizduojancius analogiska sferinį briaunainį Nr Pavadinimas Grafas A2 6 Grafas H3 10 Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 5 12 Poz 1 2 30 Poz 0 3 20 Sienos Briaunos Virsunes12 Dodekaedras 5 3 5 12 30 20 6 Ikosaedras 3 5 3 20 30 1213 Rektifikuotas dodekaedras Rektifikuotas ikosaedras t1 5 3 r 5 3 5 3 32 60 3014 Nupjautinis dodekaedras t0 1 5 3 t 5 3 10 3 32 90 6015 Nupjautinis ikosaedras t0 1 3 5 t 3 5 5 6 32 90 6016 Kanteliuotas dodekaedras Kanteliuotas ikosaedras Rombinis ikosidodekaedras t0 2 5 3 rr 5 3 5 4 3 62 120 6017 Omninupjautinis dodekaedras Omninupjautinis ikosaedras Nupjautinis ikosidodekaedras t0 1 2 5 3 tr 5 3 10 4 6 62 180 12018 sr 5 3 5 2 3 3 92 150 60 p 2 2 Prizmines p 2 I2 p seimos Dph diedrine simetrija Sferos sukuria dvi begalines tolygiuju briaunaniu aibes prizmes ir antiprizmes ir dar dvi begalines issigimusiu briaunaniu aibes hosoedrus ir diedrus kurie egzistuoja tik kaip sferos klojiniai Diedrines simetrijos generavimo pagrindas yra fundamentinis trikampis p 2 2 jei skaiciuosime veidrodzius kiekvienoje virsuneje Taip pat sia simetrija galima uzrasyti Kokseterio grupe I2 p arba n 2 taip pat prizmine Zemiau pavaizduoti pirmi penki diedrines simetrijos atvejai D2 D6 Diedrines simetrijos Dp eile yra 4n atspindi bipiramides sienas o ant sferos tai pusiaujo linija ir n tolygiai viena nuo kitos nutolusiu dienovidiniu 2 2 2 diedrine simetrija Yra 8 fundamentalus trikampiai matomi ant kvadratines bipiramides sienu oktaedras ir pakaitomis nuspalvintus trikampius ant sferos Nr Pavadinimas Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 2 2 Poz 1 2 2 Poz 0 2 2 Sienos Briaunos VirsunesD2 H2 Digoninis diedras Digoninis hosoedras 2 2 2 2 2 2D4 Nupjautinis digoninis diedras Tas pats kaip kvadratinis diedras t 2 2 4 2 4 2 4 4P4 7 omninupjautinis digoninis diedras Tas pats kaip kubas t0 1 2 2 2 tr 2 2 4 4 4 6 12 8A2 1 Nusklembtas digoninis diedras Tas pats kaip tetraedras sr 2 2 2 3 4 6 4 3 2 2 D3h diedrine simetrija Yra 12 fundamentaliu trikampiu kurie matomi ant sesiakampes bipiramides sienu ir pakaitomis nuspalvintus trikampius ant sferos Nr Pavadinimas Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 3 2 Poz 1 2 3 Poz 0 2 3 Sienos Briaunos VirsunesD3 Trigoninis diedras 3 2 3 2 3 3H3 Trigoninis hosoedras 2 3 2 3 3 2D6 Nupjautinis trigoninis diedras Tas pats kaip sesiakampis diedras t 3 2 6 2 6 6P3 Nupjautinis trigoninis hosoedras Trikampe prizme t 2 3 3 4 5 9 6P6 Omninupjautinis trigoninis diedras Sesiakampe prizme t0 1 2 2 3 tr 2 3 6 4 4 8 18 12A3 2 Nusklembtas trigoninis diedras Tas pats kaip trikampe antiprizme Tas pats kaip oktaedras sr 2 3 3 2 3 8 12 6P3 Kantuotas nusklembtas trigoninis diedras Trikampe prizme s2 2 3 t 2 3 5 9 6 4 2 2 D4h diedrine simetrija Yra 16 fundamentaliu trikampiu kurie matomi ant astuoniakampes bipiramides sienu ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos Nr Pavadinimas Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPoz 2 4 2 Poz 1 2 4 Poz 0 2 4 Sienos Briaunos VirsunesD4 Kvadratinis diedras 4 2 4 2 4 4H4 Kvadratinis hosoedras 2 4 2 4 4 2D8 Nupjautinis kvadratinis diedras Tas pats kaip astuoniakampis diedras t 4 2 8 2 8 8P4 7 Nupjautinis kvadratinis hosoedras Kubas t 2 4 4 4 6 12 8D8 Omninupjautinis kvadratinis diedras Astuoniakampe prizme t0 1 2 2 4 tr 2 4 8 4 4 10 24 16A4 Nusklembtas kvadratinis diedras Kvadratine antiprizme sr 2 4 4 2 3 10 16 8P4 7 Kantuotas nusklembtas kvadratinis diedras Kubas s2 4 2 t 2 4 6 12 8A2 1 Nusklembtas kvadratinis hosoedras Digonine antiprizme Tetraedras s 2 4 sr 2 2 4 6 4 5 2 2 D5h diedrine simetrija Yra 20 fundamentaliu trikampiu kurie matomi ant desimtkampes bipiramides sienu ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos Nr Pavadinimas Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPos 2 5 2 Pos 1 2 5 Pos 0 2 5 Sienos Briaunos VirsunesD5 Penkiakampis diedras 5 2 5 2 5 5H5 Penkiakampis hosoedras 2 5 2 5 5 2D10 Nupjautinis penkiakampis diedras Tas pats kaip desimtkampis diedras t 5 2 10 2 10 10P5 Nupjautinis penkiakampis hosoedras Tas pats kaip penkiakampe prizme t 2 5 5 4 7 15 10P10 Omninupjautinis penkiakampis diedras desimtkampe prizme t0 1 2 2 5 tr 2 5 10 4 4 12 30 20A5 Nusklembtas penkiakampis diedras Penkiakampe antiprizme sr 2 5 5 2 3 12 20 10P5 Kantuotas nusklembtas penkiakampis diedras Penkiakampe prizme s2 5 2 t 2 5 7 15 10 6 2 2 D6h diedrine simetrija Yra 24 fundamentalus trikampiai kurie matomi ant dvylikakampes bipiramides sienu ir kaip pakaitomis nuspalvinti trikampiai ant sferos rowspan 2 Nr Pavadinimas Vaizdas Klojinys Virsunes planas ir simboliai Sienu kiekis pagal pozicija Elementu kiekisPos 2 6 2 Pos 1 2 6 Pos 0 2 6 Sienos Briaunos VirsunesD6 Sesiakampis diedras 6 2 6 2 6 6H6 Sesiakampis hosoedras 2 6 2 6 6 2D12 Nupjautinis sesiakampis diedras Tas pats kaip dvylikakampis diedras t 6 2 12 2 12 12H6 Nupjautinis sesiakampis hosoedras Tas pats kaip sesiakampe prizme t 2 6 6 4 8 18 12P12 Omninupjautinis sesiakampis diedras Dvylikakampe prizme t0 1 2 2 6 tr 2 6 12 4 4 14 36 24A6 Nusklembtas sesiakampis diedras Sesiakampe antiprizme sr 2 6 6 2 3 14 24 12P3 Kantuotas sesiakampis diedras Trikampe prizme h2 6 2 t 2 3 5 9 6P6 Kantuotas nusklembtas sesiakampis diedras Sesiakampe prizme s2 6 2 t 2 6 8 18 12A3 2 Nusklembtas sesiakampis hosoedras Tas pats kaip trikampe antiprizme Tas pats kaip oktaedras s 2 6 sr 2 3 8 12 6Nuorodos Coxeter Longuet Higgins Miller Harvard 1954 Sopov Harvard 1970 Skilling 1975 Closed Form Expressions for Uniform Polyhedra and Their Duals Peter W Messer Discrete Comput Geom 27 353 375 2002 neveikianti nuoroda Saltiniai Bruckner M Vielecke und vielflache Theorie und geschichte Leipzig Germany Teubner 1900 1 Longuet Higgins M S Miller J C P 1954 Uniform polyhedra Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A Mathematical and Physical Sciences The Royal Society 246 916 401 450 doi 10 1098 rsta 1954 0003 ISSN 0080 4614 JSTOR 91532 0062446 2 Sopov S P 1970 A proof of the completeness on the list of elementary homogeneous polyhedra Ukrainskiui Geometricheskiui Sbornik 8 139 156 0326550 1974 Polyhedron Models Cambridge University Press ISBN 0 521 09859 9 Skilling J 1975 The complete set of uniform polyhedra Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A Mathematical and Physical Sciences 278 1278 111 135 doi 10 1098 rsta 1975 0022 ISSN 0080 4614 JSTOR 74475 0365333 Har El Z Uniform Solution for Uniform Polyhedra Archyvuota kopija 2009 07 15 is Wayback Machine projekto Geometriae Dedicata 47 57 110 1993 Zvi Har El Archyvuota kopija 2009 07 27 is Wayback Machine projekto Kaleido software Archyvuota kopija 2011 05 20 is Wayback Machine projekto Images Archyvuota kopija 2011 05 20 is Wayback Machine projekto dual images Archyvuota kopija 2011 05 20 is Wayback Machine projekto Mader R E Uniform Polyhedra Mathematica J 3 48 57 1993 3 Messer Peter W Closed Form Expressions for Uniform Polyhedra and Their Duals neveikianti nuoroda Discrete amp Computational Geometry 27 353 375 2002