Interested Article - Операция «Snub»

Два плосконосых архимедова тела

Плосконосый куб или
плосконосый кубооктаэдр

Плосконосый додекаэдр или
плосконосый икосододекаэдр
Две хиральные копии плосконосого куба как альтернирование (красных и зелёных) вершин усечённого кубооктаэдра.
Плосконосый куб можно построить путём преобразования ромбокубооктаэдра с помощью вращения 6 синих квадратных граней пока 12 белых квадрата не станут парами равносторонних треугольников.

Операция snub или отсечение вершин — это операция, применяемая к многогранникам. Термин появился из названий, данных Кеплером двум архимедовым телам плосконосый куб (cubus simus) и плосконосый додекаэдр (dodecaedron simum) . В общем случае плосконосые формы имеют хиральную симметрию двух видов, с ориентацией по часовой стрелке и против часовой стрелки. Согласно названиям Кеплера, отсечение вершин можно рассматривать как растяжение правильного многогранника, когда исходные грани отодвигаются от центра и поворачиваются относительно центров, вместо исходных вершин добавляются многоугольники с центрами в этих вершинах, а пары треугольников заполняют пространство между исходными рёбрами.

Терминологию обобщил Коксетер со слегка другим определением для более широкого множества однородных многогранников .

Операция «snub» Конвея

Джон Конвей исследовал обобщённые операции над многогранниками, определяя то, что называется теперь нотацией Конвея для многогранников , которая может быть применена к многогранникам и мозаикам. Конвей назвал операцию Коксетера semi-snub (полу-snub) .

В этой нотации snub определяется как композиция двойственного и gyro операторов, , и это эквивалентно последовательности операторов , усечения и ambo . Нотация Конвея избегает операции альтернирования, поскольку та применима только к многогранниками с гранями, имеющими чётное число сторон.

Плосконосые правильные фигуры
Многогранники Евклидовы мозаики Гиперболические мозаики
Нотация
Конвея
sT sC = sO sI = sD sQ sH = sΔ 7
Плосконосый
многогранник
Тетраэдр Куб или
Октаэдр
Икосаэдр или
Додекаэдр
Квадратная мозаика Шестиугольная мозаика или
Треугольная мозаика
Семиугольная мозаика или
Рисунок

В 4-мерных пространствах Конвей считает, что должен называться полуплосконосым 24-ячейником , поскольку он не представляет альтернированный , как его аналог в 3-мерном пространстве. Вместо этого он является альтернированным .

Операции «snub» Коксетера, правильная и квазиправильная

Плосконосый куб, полученный из куба или кубооктаэдра
Исходное тело Полноусечённый
многогранник

r
Усечённый
многогранник

t

h

Cube
Кубооктаэдр
Полноусечённый куб
Усечённый кубооктаэдр
Скошено-усечённый куб
Плосконосый кубооктаэдр
Плосконосый полноусечённый куб
C CO
rC
tCO
trC или trO
htCO = sCO
htrC = srC
{4,3} или r{4,3} или tr{4,3}
htr{4,3} = sr{4,3}
node_1 4 node 3 node node_1 split1-43 nodes или node 4 node_1 3 node node_1 split1-43 nodes_11 или node_1 4 node_1 3 node_1 node_h split1-43 nodes_hh или node_h 4 node_h 3 node_h

Терминология «snub» (отсечения вершин) Коксетера несколько отличается и означает усечение , по которому плосконосый куб получается операцией snub (отсечение вершин) из кубооктаэдра , а плосконосый додекаэдр — из икосододекаэдра . Это определение используется в названиях двух тел Джонсона плосконосый двуклиноид и плосконосая квадратная антипризма , а также в названиях многогранников более высокой размерности, таких как 4-мерный , node_h 3 node_h 4 node 3 node или s{3,4,3}.

Правильный многогранник (или мозаика) с символом Шлефли, и диаграммой Коксетера node_1 p node q node имеет усечение , определённое как с диаграммой node_1 p node_1 q node , и плосконосую форму, определённую как усечение с диаграммой Коксетера node_h p node_h q node . Это построение требует, чтобы q было чётным.

Квазиправильный многогранник или r { p , q }, с диаграммой Коксетера node_1 split1-pq nodes или node p node_1 q node имеет квазиправильное усечение , определённое как или tr { p , q } (с диаграммой Коксетера node_1 split1-pq nodes_11 или node_1 p node_1 q node_1 ) и квазиправильную плосконосую форму, определённую как усечение полного усечения или htr { p , q } = sr { p , q } (с диаграммой Коксетера node_h split1-pq nodes_hh или node_h p node_h q node_h ).

Например, плосконосый куб Кеплера получается из квазирегулярного кубооктаэдра с вертикальным символом Шлефли диаграммой Коксетера node_1 split1-43 nodes ) и более точно называется плосконосый кубооктаэдр , который выражается символом Шлефли (с диаграммой Коксетера node_h split1-43 nodes_hh ). Плосконосый кубооктаэдр является альтернацией усечённого кубооктаэдра ( node_1 split1-43 nodes_11 ).

Правильные многогранники с чётным порядком вершин также могут быть приведены к плосконосой форме как альтернированное усечение, подобно как плосконосый октаэдр ( node_h 3 node_h 4 node ) (и плосконосый тетратетаэдр , node_h split1 nodes_hh ) представляет псевдоикосаэдр , правильный икосаэдр с пиритоэдральной симметрией . Плосконосый октаэдр является альтернированной формой усечённого октаэдра , ( node_1 3 node_1 4 node ), или в форме тетраэдральной симметрии: и node_1 split1 nodes_11 .

Усечённый
t
Альтернированный
h
Октаэдр
O
Усечённый октаэдр
tO
Плосконосый октаэдр
htO или sO
{3,4} t{3,4} ht{3,4} = s{3,4}
node_1 3 node 4 node node_1 3 node_1 4 node node_h 3 node_h 4 node

Операция отсечения вершин (носов) Коксетера позволяет также определить n- антипризму как или на основе n-призм или , а является правильным осоэдром , вырожденным многогранником, который является допустимой мозаикой на сфере с двуугольными или луноподобными гранями.

Плосконосые осоэдры , {2,2p}
Рисунок
Диаграммы
Коксетера
node_h 2x node_h 4 node
node_h 2x node_h 2x node_h
node_h 2x node_h 6 node
node_h 2x node_h 3 node_h
node_h 2x node_h 8 node
node_h 2x node_h 4 node_h
node_h 2x node_h 10 node
node_h 2x node_h 5 node_h
node_h 2x node_h 12 node
node_h 2x node_h 6 node_h
node_h 2x node_h 14 node
node_h 2x node_h 7 node_h
node_h 2x node_h 16 node ...
node_h 2x node_h 8 node_h ...
node_h 2x node_h infin node
node_h 2x node_h infin node_h
Символ
Шлефли
s{2,4} s{2,6} s{2,8} s{2,10} s{2,12} ...
sr{2,2}
sr{2,3}
sr{2,4}
sr{2,5}
sr{2,6}
sr{2,7}
sr{2,8}...
...
sr{2,∞}
Нотация
Конвея
A2 = T A3 = O A4 A5 A6 A7 A8... A∞

Тот же процесс применим для плосконосых мозаик:

Треугольная мозаика
Δ
Усечённая треугольная мозаика
Плосконосая треугольная мозаика
htΔ = sΔ
{3,6} t{3,6} ht{3,6} = s{3,6}
node_1 3 node 6 node node_1 3 node_1 6 node node_h 3 node_h 6 node

Примеры

Плосконосые фигуры на {p,4}
Пространство Сферическое Евклидово Гиперболическое
Рисунок
Диаграмма
Коксетера
node_h 2x node_h 4 node node_h 3 node_h 4 node node_h 4 node_h 4 node node_h 5 node_h 4 node node_h 6 node_h 4 node node_h 7 node_h 4 node node_h 8 node_h 4 node ... node_h infin node_h 4 node
Символ
Шлефли
s{2,4} s{3,4} s{4,4} ...
Квазиправильные плосконосые фигуры, основанные на r{p,3}
Пространство Сферическая Евклидово Гиперболическое
Рисунок
Диаграмма
Коксетере
node_h 2x node_h 3 node_h node_h 3 node_h 3 node_h node_h 4 node_h 3 node_h node_h 5 node_h 3 node_h node_h 6 node_h 3 node_h node_h 7 node_h 3 node_h node_h 8 node_h 3 node_h ... node_h infin node_h 3 node_h
Символ
Шлефли
sr{2,3} sr{3,3} sr{4,3} sr{5,3} sr{6,3} ...
Нотация
Конвея
A3 sT sC или sO sD или sI sΗ или sΔ
Квазирегулярные плосконосые формы, основанные на r{p,4}
Пространство Сферическое Евклидово Гиперболическое
Рисунок
Диаграмма
Коксетера
node_h 2x node_h 4 node_h node_h 3 node_h 4 node_h node_h 4 node_h 4 node_h node_h 5 node_h 4 node_h node_h 6 node_h 4 node_h node_h 7 node_h 4 node_h node_h 8 node_h 4 node_h ... node_h infin node_h 4 node_h
Символ
Шлефли
sr{2,4} sr{3,4} sr{4,4} ...
Нотация
Конвея
A4 sC или sO sQ

Неоднородные плосконосые многогранники

У неоднородных многогранников, для которых в вершины сходятся чётное число рёбер, могут быть отсечены вершины, включая некоторые бесконечные наборы, например:

Плосконосые бипирамиды sdt{2,p}
Плосконосая квадратная бипирамида
Плосконосая шестиугольная бипирамида
Плосконосые полноусечённые бипирамиды srdt{2,p}
Плосконосые антипризмы {2,2p}
Рисунок ...
Символ
Шлефли
ss{2,4} ss{2,6} ss{2,8} ss{2,10}...
ssr{2,2}
ssr{2,3}
ssr{2,4}
ssr{2,5}...

Однородные плосконосые звёздчатые многогранники Коксетера

Плосконосые звёздчатые многогранники строятся по треугольнику Шварца (p q r) с рациональными зеркалами, в котором все зеркала активны и альтернированы.

Плосконосые однородные звёздчатые многогранники

s{3/2,3/2}
node_h 3x rat 2x node_h 3x rat 2x node_h


node_h split1 branch_hh label5-2


node_h 5 node_h 5-2 node_h


node_h split1-53 branch_hh label5-3


node_h 5 rat d2 node_h 3 node_h


node_h 5 rat d3 node_h 5 node_h


label5-3 branch_hh split2-p3 node_h


node_h 5 rat d3 node_h 3 node_h


s{3/2,5/3}
node_h 3x rat 2x node_h 5-3 node_h

Плосконосые многогранники и соты Коксетера в пространствах высокой размерности

В общем случае правильные 4-мерные многогранники с символом Шлефли , и диаграммой Коксетера node_1 p node q node r node имеет плосконосую форму с расширенным символом Шлефли и диаграммой node_h p node_h q node r node .

Полноусечённый многогранник = r{p,q,r} , and node p node_1 q node r node has snub symbol = sr{p,q,r} , and node_h p node_h q node_h r node .

Примеры

Ортогональная проекция

Существует лишь один однородный плосконосый многогранник в 4-мерном пространстве, . Правильный двадцатичетырёхъячейник имеет символ Шлефли , и диаграмму Коксетера node_1 3 node 4 node 3 node , а плосконосый 24-ячейник представляется символом и диаграммой диаграмма Коксетера node_h 3 node_h 4 node 3 node . Он имеет также построение с более низкой симметрией с индексом 6 как или s{3 1,1,1 } и node_h splitsplit1 branch3_hh node_h , и симметрией с индексом 3 как или sr{3,3,4}, node_h 3 node_h 3 node_h 4 node или node_h split1 nodes_hh 4a nodea .

Связанные модно рассматривать как или s{3,4,3,3}, node_h 3 node_h 4 node 3 node 3 node , тело с более низкой симметрией как или sr{3,3,4,3} ( node_h 3 node_h 3 node_h 4 node 3 node или node_h split1 nodes_hh 3a nodea 4a nodea ), и с наименьшей симметрией как или s{3 1,1,1,1 } ( nodes_hh split2 node_h split1 nodes_hh ).

Евклидовыми сотами являются , s{2,6,3} ( node_h 2x node_h 6 node 3 node ) или sr{2,3,6} ( node_h 2x node_h 3 node_h 6 node ) или sr{2,3 [3] } ( node_h 2x node_h split1 branch_hh ).

Другими евклидовыми (равнорёберными) сотами являются s{2,4,4} (and node_h 2x node_h 4 node 4 node ) или sr{2,4 1,1 } ( node_h 2x node_h split1-44 nodes_hh ):

Единственными однородными плосконосыми гиперболическими сотами являются плосконосые шестиугольные мозаичные соты , s{3,6,3} и node_h 3 node_h 6 node 3 node , которые можно построить также как , h{6,3,3}, node_h1 6 node 3 node 3 node . It is also constructed as s{3 [3,3] } and branch_hh splitcross branch_hh .

Другими гиперболическими (равнорёберными) сотами являются , s{3,4,4} и node_h 3 node_h 4 node 4 node .

См. также

Операции над многогранниками
Основа Усечение Полное усечение Двойствен-
ность
Растяжение
node_1 p node_n1 q node_n2 node_1 p node_1 q node node p node_1 q node node p node_1 q node_1 node p node q node_1 node_1 p node q node_1 node_1 p node_1 q node_1 node_h p node q node node p node_h q node_h node_h p node_h q node_h
t 0 {p, q}
{p, q}

t{p, q}
t 1 {p,q}
r{p, q}

2t{p, q}
t 2 {p, q}
2r{p, q}

rr{p, q}

tr{p, q}

h{q, p}
ht 12 {p,q}
s{q, p}
ht 012 {p,q}
sr{p, q}

Примечания

  1. Kepler , Harmonices Mundi , 1619
  2. , с. 287.
  3. , с. 401.

Литература

  • H. S. M. Coxeter, M. S. Longuet-Higgins, J. C. P. Miller. Uniform polyhedra // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. — The Royal Society, 1954. — Т. 246 , вып. 916 . — С. 401–450 . — ISSN . — doi : . — JSTOR .
  • Coxeter, H.S.M. 8.6 Partial truncation, or alternation // . — 3rd. — 1973. — С. –156. — ISBN 0-486-61480-8 .
  • Coxeter . Tables I and II: Regular polytopes and honeycombs // . — 3rd. ed.. — Dover Publications, 1973. — С. –156. — ISBN 0-486-61480-8 .
  • H.S.M. Coxeter . / F. Arthur Sherk, Peter McMullen, Anthony C. Thompson, Asia Ivic Weiss. — Wiley-Interscience Publication, 1995. — ISBN 978-0-471-01003-6 .
    • (Paper 17) Coxeter , The Evolution of Coxeter–Dynkin diagrams , [Nieuw Archief voor Wiskunde 9 (1991) 233–248]
    • (Paper 22) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi Regular Polytopes I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380–407, MR 2,10]
    • (Paper 23) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi-Regular Polytopes II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559–591]
    • (Paper 24) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi-Regular Polytopes III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3–45]
  • H.S.M. Coxeter . Chapter 3: Wythoff's Construction for Uniform Polytopes // . — Dover Publications, 1999. — ISBN 0-486-40919-8 .
  • N.W. Johnson . Uniform Polytopes. — 1991. — (Manuscript).
    • N.W. Johnson . The Theory of Uniform Polytopes and Honeycombs. — University of Toronto, 1966. — (Ph.D. Dissertation).
  • John H. Conway , Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strass. The Symmetries of Things. — 2008. — ISBN 978-1-56881-220-5 .
  • Weisstein, Eric W. (англ.) на сайте Wolfram MathWorld .
  • Richard Klitzing. Snubs, alternated facetings, and Stott–Coxeter–Dynkin diagrams // Symmetry: Culture and Science. — 2010. — Т. 21 , вып. 4 . — С. 329–344 .
Источник —

Same as Операция «Snub»