多面體半形
多面體半形,為一類型的射影多面體,同時也是抽象多面體。其可透過將點對稱的球面多面體進行對映映射後得到。多面體半形的面數只有原多面體的一半,而且投影平面上位於邊緣的對角頂點、對角邊、對角面皆視為相同幾何元素。存在半形體的多面體的必要條件為其原像須具備點對稱的特性,而向正四面體不具備點對稱的特性[1],因此正四面體不存在半形體。
性質
若兩多面體互為對偶多面體,則其對應的半形體也互為對偶多面體。例如立方體與正八面體互為對偶多面體,則立方體半形與正八面體半形也互為對偶多面體。多面體的半形體皆為不可定向圖形。[2]
種類
正多面體半形
除了正四面體外,其他正多面體都存在半形體[3][4][5][6]。
均勻多面體半形
部分阿幾米德立體和卡塔蘭立體也可以存在半形體[7][8]。
多面形半形
多面形是一種球面多面體,由球面的一點與其對蹠點相連接而成,並將球面分成多個部分。若球面被分割的數量為偶數,則該多面形存在半形體。例如二面形、四面形、六面形等多面形皆存在半形體。[9]
前幾個多面形半形性質如下:
n
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名稱
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施萊夫利符號
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面數
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邊數
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頂點數
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原始立體
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原始立體的元素數 f:面, e:邊, v:頂點
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對偶多面體
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皮特里對偶
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2
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二面形半形
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{2,2}1[9]
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1 |
1 |
1 |
二面形 |
f:2, e:2, v:2
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(自身對偶)
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一角形二面體 (f:2, e:1, v:1)[10]
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4
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四面形半形
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{2,4}4[9]
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2 |
2 |
1 |
四面形 |
f:4, e:4, v:2
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正方形二面體半形
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{4,4}1,0 (f:1, e:2, v:1)[11]
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6
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六面形半形
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{2,6}3[9]
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3 |
3 |
1 |
六面形 |
f:6, e:6, v:2
|
六邊形二面體半形
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{3,6}1,1 (f:2, e:3, v:1)[12]
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8
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八面形半形
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{2,8}8[9]
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4 |
4 |
1 |
八面形 |
f:8, e:8, v:2
|
八邊形二面體半形
|
S2:{8,8} (f:1, e:4, v:1)[13]
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2n
|
2n面形半形
|
|
n |
n |
1 |
2n面形 |
f:2n, e:2n, v:2
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2n邊形二面體半形
|
(不一定)
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多邊形二面體半形
多邊形二面體是指多邊形在三維空間中不會僅有一個面,其正面與反面會成對出現,因此稱為多邊形二面體。而成對出現的面(正面與反面)則滿足多面體半形的定義,僅要原始多邊形具備點對稱特性及可取半形,例如正方形二面體可以取半形體,成為正方形二面體半形。[9][14]
多邊形二面體半形是一種多面體半形,屬於抽象正多面體,有著多邊形二面體一半的面。其對應於圖論中的循環圖。[15]僅有偶數邊數的多邊形二面體可以存在多面體半形。2p邊形二面體半形具有1個面、p條邊和p個頂點,虧格為1,在施萊夫利符號中可以用{2p,2}/2表示。[9][15]
前幾個多邊形二面體半形性質如下:
n
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名稱
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施萊夫利符號
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面數
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邊數
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頂點數
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原始立體
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原始立體的元素數 f:面, e:邊, v:頂點
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對偶多面體
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皮特里對偶
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4
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正方形二面體半形
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{4,2}4[9]
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1 |
2 |
2 |
正方形二面體 |
f:2, e:4, v:4
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四面形半形[16]
|
(自身皮特里對偶)[16]
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6
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六邊形二面體半形
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{6,2}3[9]
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1 |
3 |
3 |
六邊形二面體 |
f:2, e:6, v:6
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六面形半形
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三角形二面體 (f:2, e:3, v:3)[17]
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8
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八邊形二面體半形
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{8,2}8[9]
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1 |
4 |
4 |
八邊形二面體 |
f:2, e:8, v:8
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八面形半形[18]
|
(自身皮特里對偶)[18]
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參考文獻
- ^ Henry Cohn. A tight squeeze. Mathematical physics, Nature. 2009, (460): 801–802 [2021-07-31]. doi:10.1038/460801a. (原始内容存档于2021-07-31).
- ^ Carlo H. Séquin, Tubular Sculptures, CS Division, University of California, Berkeley, CA, 2021-07 [2021-07-31], (原始内容存档于2021-07-31)
- ^ The hemicube. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2019-05-02).
- ^ The hemioctahedron. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2016-03-04).
- ^ The hemidodecahedron. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2017-03-16).
- ^ The hemi-icosahedron. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2016-08-29).
- ^ 7.0 7.1 The hemi-cuboctahedron. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2021-01-26).
- ^ The hemi-icosidodecahedron. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2021-08-02).
- ^ 9.00 9.01 9.02 9.03 9.04 9.05 9.06 9.07 9.08 9.09 Regular maps in the non-orientable surface of genus 1. Regular Map database - map details. [2021-07-31]. (原始内容存档于2019-12-28).
- ^ The dimonogon. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2021-07-31).
- ^ {4,4}(1,0). Regular Map database - map details. [2021-07-24].
- ^ {3,6}(1,1). Regular Map database - map details. [2021-07-24].
- ^ S2:{8,8}. Regular Map database - map details. [2021-07-24].
- ^ N.S.Wedd. Regular Maps in the Projective Plane. Regular Map database, weddslist.com. [2021-07-24]. (原始内容存档于2020-01-28).
- ^ 15.0 15.1 Séquin, Carlo. Symmetrical immersions of low-genus non-orientable regular maps (PDF). Berkeley University. [2020-08-14]. (原始内容存档 (PDF)于2015-09-23).
- ^ 16.0 16.1 The hemi-di-square. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2020-02-01).
- ^ The hemi-di-hexagon. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2016-03-14).
- ^ 18.0 18.1 The hemi-di-octagon. Regular Map database - map details. [2021-07-24]. (原始内容存档于2016-03-14).
外部連結
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