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正则多胞体


多胞体为正则(具有施莱夫利符号 {p,q,r})和有限的必要条件是

 cos(pi/q)<sin(pi/p)sin(pi/r).

通过考虑满足此条件的六个图形可以确定充分性

存在十六个正则多胞体,其中六个是凸的(Wells 1986,第 68 页),十个是星形的(Wells 1991,第 209 页)。正则凸多胞体有四种主要的对称轴类型,并且在与这些轴正交的三维空间中的投影可以称为“规范”投影。

在六个正则凸多胞体中,通常认为有五个类似于柏拉图立体:4-单体(超四面体),4-交叉多胞体(超八面体),4-立方体(超立方体),600-胞体(超二十面体)和 120-胞体(超十二面体)。然而,24-胞体在更高或更低维度空间中没有完全的类比物。五胞体24-胞体是自对偶的,16-胞体超正方体的对偶,600-胞体120-胞体彼此对偶。

凸正则多胞体在下表中列出(Coxeter 1969,第 414 页;Wells 1991,第 210 页)。

这里,N_0多面体顶点的数量,N_1多胞形棱的数量,N_2的数量,并且 N_3 是胞体的数量。这些量满足恒等式

 N_0-N_1+N_2-N_3=0,

这是多面体公式的一个版本。

StarPolychoron1
StarPolychoron2
StarPolychoron3
StarPolychoron4

正则星形多胞体被 Normal Johnson 称为施莱夫利-赫斯多胞体,并且是四个正则星形多面体,即开普勒-泊松多面体的类似物。

十个正则星形多胞体中的九个可以通过刻面 {3,3,5} 获得。第十个,{5/2,3,3},可以通过刻面 {5,3,3} 获得。此外,在十个正则星形多胞体中,有几个共享相同的棱:{3,3,5}, {3,5,5/2}, {5,5/2,5}, and {5,3,5/2}; {3,3,5/2}, {3,5/2,5}, {5/2,5,5/2}, and {5/2,3,5}; and {5/2,5,3} and {5,5/2,3}. {5/2,3,3} 不与其他任何正则多胞体共享棱。因此,上面仅示出了十个正则星形多胞体的四种不同投影(到任何给定平面或三维空间中)。


另请参阅

16-胞体, 24-胞体, 120-胞体, 600-胞体, 交叉多胞体, 超立方体, 五胞体, 多胞体, 正多边形, 正多面体, 星形多面体, 超正方体

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参考文献

Coxeter, H. S. M. "正则和半正则多胞形 I." Math. Z. 46, 380-407, 1940.Coxeter, H. S. M. 几何学导论,第二版 New York: Wiley, 1969.Wells, D. 企鹅好奇和有趣的数字词典。 Middlesex, England: Penguin Books, p. 68, 1986.Wells, D. 企鹅好奇和有趣的几何学词典。 London: Penguin, 1991.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

正则多胞体

请引用为

Weisstein, Eric W. "正则多胞体。" 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/RegularPolychoron.html

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