Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В шестимерной геометрии , A равномерная polypeton [1] [2] (или равномерный 6-многогранник ) является шестимерным равномерным многогранником . Равномерный полипетон является вершинно-транзитивным , а все грани являются однородными 5-многогранниками .

Полный набор выпуклых однородных полипет не определен, но большинство из них могут быть построены как конструкции Уитхоффа из небольшого набора групп симметрии . Эти строительные работы, представлены перестановками из колец этих диаграмм Кокстера-Дынкин . Каждая комбинация хотя бы одного кольца на каждой связанной группе узлов на диаграмме дает равномерный 6-многогранник.

Простейшие однородные полипеты - это правильные многогранники : 6-симплекс {3,3,3,3,3}, 6-куб (гексеракт) {4,3,3,3,3} и 6-ортоплекс (гексакросс ) {3,3,3,3,4}.

История открытия [ править ]

  • Правильные многогранники : (выпуклые грани)
    • 1852 : Людвиг Шлефли доказал в своей рукописи Theorie der vielfachen Kontinuität, что существует ровно 3 правильных многогранника в 5 или более измерениях .
  • Выпуклые полуправильные многогранники : (Различные определения до равномерной категории Кокстера )
    • 1900 : Торольд Госсет перечислил список непризматических полуправильных выпуклых многогранников с правильными гранями (выпуклые правильные многогранники) в своей публикации « О регулярных и полурегулярных фигурах в пространстве n измерений» . [3]
  • Выпуклые равномерные многогранники :
    • 1940 : Поиск был систематически расширен HSM Coxeter в его публикации Regular and Semi-Regular Polytopes .
  • Нерегулярные однородные звездные многогранники : (аналогично невыпуклым однородным многогранникам )
    • Текущее : известны тысячи невыпуклых однородных полипет, но большинство из них не опубликованы. Предполагается, что список не является полным, и нет никакой оценки того, как долго будет полный список, хотя в настоящее время известно более 10000 выпуклых и невыпуклых однородных полипет, в частности 923 с 6-симплексной симметрией. В число участвующих исследователей входят Джонатан Бауэрс , Ричард Клитцинг и Норман Джонсон . [4]

Равномерные 6-многогранники по фундаментальным группам Кокстера [ править ]

Равномерные 6-многогранники с отражающей симметрией могут быть порождены этими четырьмя группами Кокстера, представленными перестановками колец диаграмм Кокстера-Дынкина .

Есть четыре фундаментальные группы отражающей симметрии, которые порождают 153 уникальных однородных 6-многогранников.

Однородные призматические семейства [ править ]

Равномерная призма

Есть 6 категориальных однородных призм, основанных на однородных 5-многогранниках .

Равномерная дуопризма

Существует 11 категориальных однородных дуопризматических семейств многогранников, основанных на декартовых произведениях однородных многогранников меньшей размерности. Пять образованы как продукт однородного 4-многогранника с правильным многоугольником , а шесть образованы произведением двух однородных многогранников :

Равномерная триапризма

Существует одно бесконечное семейство равномерных триапризматических семейств многогранников, построенных как декартовы произведения трех правильных многоугольников. Каждая комбинация хотя бы одного кольца на каждой связной группе дает однородный призматический 6-многогранник.

Перечисление выпуклых равномерных 6-многогранников [ править ]

  • Семейство симплексных : A 6 [3 4 ] -CDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
    • 35 равномерных 6-многогранников как перестановок колец в групповой диаграмме, включая один регулярный:
      1. {3 4 } - 6-симплекс -CDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
  • Семейство гиперкубов / ортоплексов : B 6 [4,3 4 ] -CDel node.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
    • 63 равномерных 6-многогранников как перестановки колец в групповой диаграмме, включая две регулярные формы:
      1. {4,3 3 } - 6-кубик (шестигранник) -CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
      2. {3 3 , 4} - 6-ортоплекс , (гексакросс) -CDel node.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.png
  • Семейство Demihypercube D 6 : [3 3,1,1 ] -CDel nodes.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
    • 47 равномерных 6-многогранников (16 уникальных) как перестановки колец в групповой диаграмме, в том числе:
      1. {3,3 2,1 }, 1 21 6-полукруглый (полусухой) -CDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png; также как h {4,3 3 },CDel узел h.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
      2. {3,3,3 1,1 }, 2 11 6-ортоплекс -CDel nodes.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.png, полусимметричная форма CDel node.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.png.
  • Семья E 6 : [3 3,1,1 ] -CDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel branch.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel nodea.png
    • 39 равномерных 6-многогранников (16 уникальных) как перестановок колец в групповой диаграмме, в том числе:
      1. {3,3,3 2,1 }, 2 21 -CDel nodea 1.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel branch.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel nodea.png
      2. {3,3 2,2 }, 1 22 -CDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel branch 01lr.pngCDel 3a.pngCDel nodea.pngCDel 3a.pngCDel nodea.png

Эти фундаментальные семейства порождают 153 непризматических выпуклых однородных полипета.

Кроме того, существует 105 конструкций однородных 6-многогранников на основе призм однородных 5-многогранников : [3,3,3,3,2], [4,3,3,3,2], [5,3, 3,3,2], [3 2,1,1 , 2].

Кроме того, существует бесконечно много равномерных 6-многогранников, основанных на:

  1. Семейства двойных призм: [3,3,2, p, 2], [4,3,2, p, 2], [5,3,2, p, 2].
  2. Семейства дуопризм: [3,3,3,2, p], [4,3,3,2, p], [5,3,3,2, p].
  3. Семейство триапризмы: [p, 2, q, 2, r].

Аналого 6 семьи [ править ]

Существует 32 + 4−1 = 35 форм, полученных путем маркировки одного или нескольких узлов диаграммы Кокстера-Дынкина . Все 35 перечислены ниже. Они названы Норманом Джонсоном из операций по построению Wythoff на обычном 6-симплексе (гептапетон). Названия акронимов в стиле Bowers приведены в скобках для перекрестных ссылок.

Семейство A 6 имеет симметрию порядка 5040 (7 факториал ).

Координаты равномерных 6-многогранников с 6-симплексной симметрией могут быть сгенерированы как перестановки простых целых чисел в 7-пространстве, все в гиперплоскостях с вектором нормали (1,1,1,1,1,1,1).

B 6 семьи [ править ]

Существует 63 формы, основанные на всех перестановках диаграмм Кокстера-Дынкина с одним или несколькими кольцами.

Семейство B 6 имеет симметрию порядка 46080 (6 факториалов x 2 6 ).

Они названы Норманом Джонсоном из компании Wythoff по строительству правильного 6-куба и 6-ортоплекса. Имена Bowers и аббревиатуры даны для перекрестных ссылок.

D 6 семьи [ править ]

Семейство D 6 имеет симметрию порядка 23040 (6 факториалов x 2 5 ).

Это семейство имеет 3 × 16−1 = 47 однородных многогранников Витоффа, созданных пометкой одного или нескольких узлов диаграммы Кокстера-Дынкина D 6 . Из них 31 (2 × 16-1) повторяются из семейства B 6, а 16 являются уникальными для этого семейства. Ниже перечислены 16 уникальных форм. Аббревиатуры в стиле Bowers даны для перекрестных ссылок.

E 6 семьи [ править ]

Существует 39 форм, основанных на всех перестановках диаграмм Кокстера-Дынкина с одним или несколькими кольцами. Аббревиатуры в стиле Bowers даны для перекрестных ссылок. Семейство E 6 имеет симметрию порядка 51 840.

Невитхоффовские 6-многогранники [ править ]

В 6 размерах и выше, существует бесконечное количество не-Wythoffian выпуклых равномерных многогранников как декартово произведение в Гранд антипризмы в 4 -х размерах и правильный многоугольник в 2 -х измерениях. Еще не доказано, есть ли больше.

Обычные и однородные соты [ править ]

Соответствия диаграмм Кокстера-Дынкина между семействами и высшая симметрия внутри диаграмм. Узлы одного цвета в каждом ряду представляют собой одинаковые зеркала. Черные узлы не активны в переписке.

Есть четыре фундаментальных аффинных группы Кокстера и 27 призматических групп, которые генерируют регулярные и однородные мозаики в 5-пространстве:

Обычные и однородные соты включают:

  • Всего существует 12 уникальных однородных сот, в том числе:
    • 5-симплексные соты CDel node 1.pngCDel split1.pngCDel nodes.pngCDel 3ab.pngCDel nodes.pngCDel split2.pngCDel node.png
    • Усеченные 5-симплексные соты CDel branch 11.pngCDel 3ab.pngCDel nodes.pngCDel 3ab.pngCDel branch.png
    • Омнитусеченные 5-симплексные соты CDel node 1.pngCDel split1.pngУзлы CDel 11.pngCDel 3ab.pngУзлы CDel 11.pngCDel split2.pngCDel node 1.png
  • Есть 35 однородных сот, в том числе:
    • Регулярные гиперкубические соты евклидова 5-пространства, 5-кубические соты с символами {4,3 3 , 4},CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel node.png знак равно CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel split1.pngCDel nodes.png
  • В наличии 47 однородных сот, 16 новых, в том числе:
    • Однородные чередующиеся гиперкубические соты , 5-полукубические соты с символами h {4,3 3 , 4},CDel узел h1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel node.png знак равно CDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel node.png знак равно CDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel split1.pngCDel nodes.png
  • , [3 1,1 , 3,3 1,1 ]: есть 20 уникальных окольцованных перестановок и 3 новых. Коксетер называет первую четверть 5-кубическими сотами с символами q {4,3 3 , 4},CDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel split1.pngУзлы CDel 10lu.png знак равно CDel узел h1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel узел h1.png. Два других новыхCDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel split1.pngУзлы CDel 10lu.png знак равно CDel узел h1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel узел h1.png, CDel nodes 10ru.pngCDel split2.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel split1.pngУзлы CDel 10lu.png знак равно CDel узел h1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 4.pngCDel узел h1.png.

Регулярные и однородные гиперболические соты [ править ]

Не существует компактных гиперболических групп Кокстера ранга 6, групп, которые могут порождать соты со всеми конечными гранями, и конечной фигуры вершины . Однако существует 12 некомпактных гиперболических групп Кокстера ранга 6, каждая из которых порождает однородные соты в 5-пространстве как перестановки колец диаграмм Кокстера.

Замечания о конструкции Витхоффа для равномерных 6-многогранников [ править ]

Построение отражающих 6-мерных однородных многогранников осуществляется с помощью процесса построения Wythoff и представляется через диаграмму Кокстера-Дынкина , где каждый узел представляет собой зеркало. Узлы обведены кружком, чтобы обозначить, какие зеркала активны. Сгенерированный полный набор однородных многогранников основан на уникальных перестановках кольцевых узлов. Равномерные 6-многогранники названы в соответствии с правильными многогранниками в каждом семействе. У некоторых семейств есть два обычных конструктора, поэтому их можно назвать двумя способами.

Вот основные операторы, доступные для построения и именования однородных 6-многогранников.

Призматические формы и бифуркационные графы могут использовать ту же нотацию индексации усечения, но для ясности требуют явной системы нумерации узлов.

См. Также [ править ]

  • Список правильных многогранников # Более высокие измерения

Примечания [ править ]

  1. ^ Предложенное название polypeton (множественном числе: polypeta ) пропагандируется, от греческого корня поли означает «много», укороченного пента - означает «пять», а суффикс -он . «Пять» относится к размерности граней 5-многогранника.
  2. ^ Дители, многогранники и диады
  3. ^ Т. Госсет : О регулярных и полурегулярных фигурах в пространстве n измерений , Вестник математики, Macmillan, 1900
  4. ^ Однородные полипеты и другие шестимерные формы

Ссылки [ править ]

  • Т. Госсет : О регулярных и полурегулярных фигурах в пространстве n измерений , Вестник математики , Macmillan, 1900
  • А. Буль Стотт : Геометрическое выведение полуправильных из правильных многогранников и заполнения пространства , Верханделинген из академии Koninklijke van Wetenschappen, единица ширины Амстердам, Eerste Sectie 11,1, Амстердам, 1910 г.
  • HSM Coxeter :
    • HSM Coxeter, MS Longuet-Higgins und JCP Miller: Uniform Polyhedra , Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Londne, 1954.
    • HSM Coxeter, Regular Polytopes , 3rd Edition, Dover New York, 1973.
  • Калейдоскопы: Избранные сочинения HSM Coxeter , отредактированные Ф. Артуром Шерком, Питером Макмалленом, Энтони С. Томпсоном, Азией Ивичем Вайс, публикацией Wiley-Interscience, 1995, ISBN  978-0-471-01003-6
    • (Документ 22) HSM Кокстер, Регулярные и полурегулярные многогранники I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380-407, MR 2,10]
    • (Документ 23) HSM Кокстер, Правильные и полурегулярные многогранники II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559-591]
    • (Документ 24) HSM Коксетер, Правильные и полурегулярные многогранники III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3-45]
  • Н. В. Джонсон : Теория однородных многогранников и сот , доктор философии. Диссертация, Университет Торонто, 1966 г.
  • Клитцинг, Ричард. «6D однородные многогранники (полипеты)» .
  • Клитцинг, Ричард. «Операторы усечения однородных многогранников» .

Внешние ссылки [ править ]

  • Имена многогранников
  • Многогранники различных измерений , Джонатан Бауэрс
  • Многомерный глоссарий
  • Глоссарий по гиперпространству , Георгий Ольшевский.