تدوين متعدد السطوح كونواي

يوضح هذا الرسم البياني كيفية اشتقاق 11 شكلاً جديداً من المكعب باستخدام 3 عمليات. تظهر الأشكال متعددة السطوح الجديدة كخرائط على سطح المكعب، مما يجعل التغييرات الطوبولوجية أكثر وضوحاً. تم تمييز الرؤوس في جميع الأشكال بدوائر.

في الهندسة والطوبولوجيا ، تُستخدم رموز كونواي متعددة السطوح ، التي ابتكرها جون هورتون كونواي وروّج لها جورج دبليو هارت ، لوصف متعددات السطوح القائمة على متعدد سطوح أساسي تم تعديله بواسطة عمليات بادئة مختلفة . [ 1 ] [ 2 ]

قام كونواي وهارت بتوسيع فكرة استخدام المؤثرات، مثل القطع كما عرّفه كيبلر ، لبناء متعددات وجوه متشابهة ذات تناظر واحد. على سبيل المثال، يُمثل tC مكعبًا مقطوعًا ، و taC ، الذي يُحلل إلى t ( aC ) ، هو ( طوبولوجيًا ) مكعب ثماني الأوجه مقطوع . أبسط مؤثر هو المؤثر الثنائي الذي يُبدل عناصر الرأس والوجه ؛ على سبيل المثال، المكعب الثنائي هو ثماني الأوجه : dC = O. عند تطبيق هذه المؤثرات بشكل متسلسل، يُمكن توليد العديد من متعددات الوجوه ذات الرتب الأعلى . عرّف كونواي المؤثرات a (ambo)، و b ( bevelوd ( dualوe (expand)، و g (gyro)، وj (join)، وk (kis)، و m (meta)، وo (ortho)، وs ( snub )، و t ( truncate )، بينما أضاف هارت المؤثرين r ( reflect ) و p (propellor). [ 3 ] أُطلقت أسماءٌ إضافية على العمليات اللاحقة، ويُشار إليها أحيانًا باسم العمليات "الموسعة". [ 4 ] [ 5 ] تكفي العمليات الأساسية لكونواي لإنشاء المجسمات الأرخميدية والكتالونية من المجسمات الأفلاطونية . يمكن تكوين بعض العمليات الأساسية من خلال دمج عمليات أخرى: على سبيل المثال، تطبيق عملية ambo مرتين هو عملية التوسيع ( aa = e )، بينما ينتج عن عملية القطع بعد ambo عملية الشطف ( ta = b ).

يمكن دراسة المجسمات متعددة الأوجه من الناحية الطوبولوجية، من حيث كيفية اتصال رؤوسها وحوافها ووجوهها، أو من الناحية الهندسية، من حيث موضع هذه العناصر في الفضاء. قد تُنتج تطبيقات مختلفة لهذه المؤثرات مجسمات متعددة الأوجه مختلفة هندسيًا ولكنها متكافئة طوبولوجيًا. يمكن اعتبار هذه المجسمات المتكافئة طوبولوجيًا أحدَ تمثيلات الرسم البياني متعدد الأوجه على الكرة. ما لم يُنص على خلاف ذلك، فإن الطوبولوجيا هي الشغل الشاغل في هذه المقالة (وفي الأدبيات المتعلقة بمؤثرات كونواي عمومًا). غالبًا ما تُصاغ المجسمات متعددة الأوجه من الرتبة 0 (أي المكافئة طوبولوجيًا للكرة) في صيغة قياسية لتجنب الغموض.

المشغلون

في تدوين كونواي ، تُطبَّق العمليات على المجسمات متعددة الأوجه كالدوال، من اليمين إلى اليسار. على سبيل المثال، المكعب الثماني الأوجه هو مكعب أمبو ، [ 6 ] أيأ(ج)=أج{\displaystyle a(C)=aC}، والمكعب الثماني الأوجه المبتور هوت(أ(ج))=ت(أج)=تأج{\displaystyle t(a(C))=t(aC)=taC}يمكن التعبير عن تطبيق عامل ما بشكل متكرر باستخدام الأس: j 2 = o . بشكل عام، عوامل كونواي ليست تبادلية .

يمكن تصور المؤثرات الفردية من حيث المجالات الأساسية (أو الحجرات)، كما هو موضح أدناه. كل مثلث قائم الزاوية يمثل مجالًا أساسيًا . كل حجرة بيضاء هي نسخة مُدارة من الحجرات الأخرى، وكذلك كل حجرة ملونة. بالنسبة للمؤثرات غير الكيرالية ، فإن الحجرات الملونة هي انعكاس للحجرات البيضاء، وجميعها متعدية. من حيث المجموعات، تتوافق المؤثرات غير الكيرالية مع مجموعات ثنائية السطوح D <sub>n</sub> حيث n هو عدد أضلاع الوجه، بينما تتوافق المؤثرات الكيرالية مع مجموعات دورية C<sub> n</sub> تفتقر إلى التناظر الانعكاسي للمجموعات ثنائية السطوح. تُسمى المؤثرات غير الكيرالية والكيرالية أيضًا عمليات الحفاظ على التناظر المحلي (LSP) والعمليات المحلية التي تحافظ على تناظرات الحفاظ على الاتجاه (LOPSP)، على التوالي. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] يجب فهم عمليات الحفاظ على التناظر المحلي (LSP) على أنها عمليات محلية تحافظ على التناظر، وليست عمليات تحافظ على التناظر المحلي. مرة أخرى، هذه تناظرات بمعنى طوبولوجي، وليس بمعنى هندسي: قد تختلف الزوايا وأطوال الحواف الدقيقة.

المجالات الأساسية للوجوه معن{\displaystyle n}الجوانب
3 (مثلث)4 (مربع)5 (البنتاغون)6 (سداسي)
المجالات الأساسية لمجموعات متعددات السطوح. المجموعات هيد3،د4،د5،د6{\displaystyle D_{3},D_{4},D_{5},D_{6}} بالنسبة للمجسمات متعددة الأوجه غير الكيرالية، وج3،ج4،ج5،ج6{\displaystyle C_{3},C_{4},C_{5},C_{6}} بالنسبة للأشكال متعددة السطوح الكيرالية.

قدّم هارت مُعامل الانعكاس r ، الذي يُعطي صورة معكوسة للمجسم متعدد السطوح. [ 6 ] هذا ليس مُعامل LOPSP بالمعنى الدقيق، لأنه لا يحافظ على التوجيه: بل يعكسه، عن طريق تبديل الحجرات البيضاء والحمراء. ليس لـ r أي تأثير على المجسمات متعددة السطوح غير الكيرالية باستثناء التوجيه، و rr = S يُعيد المجسم متعدد السطوح الأصلي. يُمكن استخدام خط فوقي للإشارة إلى الشكل الكيرالي الآخر للمُعامل: s = rsr .

تكون العملية غير قابلة للاختزال إذا لم يكن بالإمكان التعبير عنها كتركيب من عوامل أخرى غير d و r . معظم عوامل كونواي الأصلية غير قابلة للاختزال: الاستثناءات هي e و b و o و m .

تمثيل المصفوفة

x[أبج0د0أبج]=مx{\displaystyle {\begin{bmatrix}a&b&c\\0&d&0\\a'&b'&c'\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{x}}
xd[جبأ0د0جبأ]=مxمد{\displaystyle {\begin{bmatrix}c&b&a\\0&d&0\\c'&b'&a'\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{x}\mathbf {M} _{d}}
التشخيص[أبج0د0أبج]=مدمx{\displaystyle {\begin{bmatrix}a'&b'&c'\\0&d&0\\a&b&c\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{d}\mathbf {M} _{x}}
دي إكس دي[جبأ0د0جبأ]=مدمxمد{\displaystyle {\begin{bmatrix}c'&b'&a'\\0&d&0\\c&b&a\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{d}\mathbf {M} _{x}\mathbf {M} _{d}}

يمكن التعبير عن العلاقة بين عدد الرؤوس والحواف والوجوه في الشكل الأولي والمجسم متعدد السطوح الناتج عن العمليات المذكورة في هذه المقالة على شكل مصفوفة.مx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}عندما يكون x هو العامل،v،هـ،و{\displaystyle v,e,f}تمثل الرؤوس والحواف والوجوه الخاصة بالبذرة (على التوالي)، وv،هـ،و{\displaystyle v',e',f'}تمثل رؤوس وحواف ووجوه النتيجة، إذن

مx[vهـو]=[vهـو]{\displaystyle \mathbf {M} _{x}{\begin{bmatrix}v\\e\\f\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}v'\\e'\\f'\end{bmatrix}}}.

مصفوفة تركيب مُؤثرين هي ببساطة حاصل ضرب مصفوفات هذين المُؤثرين. قد يكون للمؤثرين المختلفين نفس المصفوفة، على سبيل المثال، p و l . عدد حواف الناتج هو مُضاعف صحيح d لعدد حواف البذرة: يُسمى هذا مُعدل التضخم، أو عامل الحواف. [ 7 ]

أبسط المؤثرات، مؤثر الوحدة S والمؤثر الثنائي d ، لهما أشكال مصفوفية بسيطة:

مS=[100010001]=أنا3{\displaystyle \mathbf {M} _{S}={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}=\mathbf {I} _{3}}،مد=[001010100]{\displaystyle \mathbf {M} _{d}={\begin{bmatrix}0&0&1\\0&1&0\\1&0&0\end{bmatrix}}}

يلغي عاملان ثنائيان بعضهما البعض؛ dd = S ، ومربعمد{\displaystyle \mathbf {M} _{d}}هي مصفوفة الوحدة . عند تطبيقها على مؤثرات أخرى، يُقابل المؤثر الثنائي انعكاسات أفقية ورأسية للمصفوفة. يمكن تجميع المؤثرات في مجموعات من أربعة (أو أقل إذا كانت بعض الصيغ متشابهة) بتحديد المؤثرات x ، و xd (مؤثر الثنائي)، و dx (ثنائي المؤثر)، و dxd (مرافق المؤثر). في هذه المقالة، تم تقديم مصفوفة x فقط ، لأن المصفوفات الأخرى هي انعكاسات بسيطة.

عدد المشغلين

عدد مزودي الخدمات اللوجستية لكل معدل تضخم هو2،2،4،6،6،20،28،58،82،{\displaystyle 2,2,4,6,6,20,28,58,82,\cdots }بدءًا من معدل التضخم 1. مع ذلك، لا تُنتج جميع عمليات LSP بالضرورة متعدد السطوح الذي تُشكّل حوافه ورؤوسه رسمًا بيانيًا ثلاثي الاتصال ، ونتيجةً لنظرية شتاينيتز، لا تُنتج بالضرورة متعدد سطوح محدبًا من بذرة محدبة. عدد عمليات LSP ثلاثية الاتصال لكل معدل تضخم هو2،2،4،6،4،20،20،54،64،{\displaystyle 2,2,4,6,4,20,20,54,64,\cdots }[ 8 ] عدد نقاط LOPSP المتصلة بثلاثة (الكيرالية) لكل معدل تضخم هو0،0،0،0،4،0،10،8،38،{\displaystyle 0,0,0,0,4,0,10,8,38,\cdots }[ 10 ]

العمليات الأصلية

من الناحية الدقيقة، لم يتم تضمين البذرة ( S ) والإبرة ( n ) والسحاب ( z ) بواسطة كونواي، لكنها مرتبطة بعمليات كونواي الأصلية عن طريق الازدواجية، لذلك تم تضمينها هنا.

من هنا فصاعدًا، تُصوَّر العمليات على مكعبات أساسية، مرسومة على سطح ذلك المكعب. تتقاطع الأوجه الزرقاء مع حواف المكعب الأساسي، بينما تقع الأوجه الوردية فوق رؤوسه. هناك بعض المرونة في تحديد الموضع الدقيق للرؤوس، خاصةً مع المؤثرات الكيرالية.

مشغلو كونواي الأصليون
عامل الحافةالمصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}xxdالتشخيصدي إكس ديملحوظات
1[100010001]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}البذرة : Sمزدوج : دالبذرة : dd = Sيستبدل النموذج الثنائي كل وجه برأس، وكل رأس بوجه.
2[101020010]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&2&0\\0&1&0\end{bmatrix}}}انضم : jأمبو : أتُنشئ عملية الربط وجوهًا رباعية الأضلاع. وتُنشئ عملية أمبو رؤوسًا من الدرجة الرابعة، وتُسمى أيضًا بالتصحيح ، أو الرسم البياني المتوسط ​​في نظرية الرسم البياني. [ 11 ]
3[101030020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}كيس : كإبرة : نالرمز البريدي : zحذف : tتُنشئ عملية Kis هرمًا على كل وجه، وتُعرف أيضًا باسم akisation، أو Kleetope ، أو cumulation، [ 12 ] أو accretion، أو pyramid- augmentation . أما عملية Truncate فتقطع المجسم متعدد الأوجه عند رؤوسه مع الإبقاء على جزء من حوافه الأصلية. [ 13 ] وتُعرف عملية Zip أيضًا باسم bitruncation .
4[111040020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}Ortho : o = jjتوسيع : هـ = أأ
5[121050020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&5&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}الجيروسكوب : ggd = rgrsd = rsrSnub : sالمؤثرات الكيرالية. انظر Snub (الهندسة) . خلافًا لما ذكره هارت، [ 3 ] فإن gd ليس هو نفسه g : بل هو نظيره الكيرالي. [ 14 ]
6[111060040]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&6&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}ميتا : م = كيلو جولشطف : ب = ت أ

بذور

يمكن لأي متعدد السطوح أن يكون بمثابة نواة، طالما أمكن تنفيذ العمليات عليه. وقد تم تخصيص حرف للنوى الشائعة. تُمثل المجسمات الأفلاطونية بالحرف الأول من اسمها ( رباعي السطوح ، ثماني السطوح ، مكعب ، عشروني السطوح ، اثنا عشري السطوح ) ؛ والموشورات ( Pn ) للأشكال ذات n ضلعًا ؛ والموشورات المضادة ( Anوالمكعبات القطبية ( Un ) ؛ والمكعبات المضادة القطبية ( Vn ) ؛ والأهرامات ( Yn ) . ويمكن الإشارة إلى أي مجسم جونسون بالرمز Jn ، حيث n = 1..92 .

يمكن توليد جميع الأجسام الأفلاطونية الخمسة من مولدات موشورية باستخدام صفر إلى اثنين من المؤثرات: [ 15 ]

يمكن أيضًا استخدام التبليطات الإقليدية المنتظمة كبذور:

عمليات موسعة

هذه عمليات أُنشئت بعد مجموعة كونواي الأصلية. تجدر الإشارة إلى وجود عمليات أخرى كثيرة لم تُذكر؛ فعدم وجود عملية ما هنا لا يعني بالضرورة عدم وجودها (أو أنها ليست عملية استبدال ليسكوفين أو عملية استبدال ليسكوفين). إضافةً إلى ذلك، لا تتضمن هذه القائمة إلا العمليات غير القابلة للاختزال؛ إذ يمكن إنشاء العديد من العمليات الأخرى بتركيب العمليات معًا.

عوامل التشغيل الموسعة غير القابلة للاختزال
عامل الحافةالمصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}xxdالتشخيصدي إكس ديملحوظات
4[120040011]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&4&0\\0&1&1\end{bmatrix}}}شطف : جcd = dudc = udالتقسيم الفرعي : uالشطف هو شكل وصل لـ l . انظر الشطف (الهندسة) .
5[120050021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}المروحة : صdp = pddpd = pالمؤثرات الكيرالية. تم تطوير مؤثر المروحة بواسطة جورج هارت. [ 16 ]
5[120050021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}العلية : لlddldld
6[130060021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&0\\0&6&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}كوينتو : قqddqdqd
6[120060031]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&6&0\\0&3&1\end{bmatrix}}}وصلة ربط : L 0L 0 ddL 0dL 0 dانظر أدناه لشرح تدوين الربط.
7[120070041]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&7&0\\0&4&1\end{bmatrix}}}دانتيل : Lاللورددي إلdLd
7[121070040]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&7&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}الحصة : كKddKdKd
7[140070021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&7&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}دوامة : wwd = dvvd = dwحلزوني : vالمؤثرات الكيرالية.
8[121080050]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&8&0\\0&5&0\end{bmatrix}}}انضم-قبلة-قبلة : (كك)0{\displaystyle (kk)_{0}}(كك)0د{\displaystyle (kk)_{0}d}د(كك)0{\displaystyle d(kk)_{0}}د(كك)0د{\displaystyle d(kk)_{0}d}يُطلق عليه أحيانًا اسم J. [ 4 ] انظر أدناه لشرح رمز الربط. الشكل غير الربطي، kk ، ليس غير قابل للاختزال.
10[1310100060]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&10&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}صليب : XXdدي إكسدي إكس دي

عمليات موسعة مفهرسة

يمكن تجميع عدد من العوامل معًا وفقًا لمعايير معينة، أو تعديل سلوكها بواسطة فهرس. [ 4 ] تُكتب هذه العوامل كعامل مع رمز سفلي: x n .

زيادة

تحافظ عمليات التوسيع على الحواف الأصلية. يمكن تطبيقها على أي مجموعة فرعية مستقلة من الأوجه، أو يمكن تحويلها إلى شكل وصل بإزالة الحواف الأصلية. يدعم ترميز كونواي فهرسًا اختياريًا لهذه العمليات: 0 لشكل الوصل، أو 3 أو أعلى لعدد الأوجه المتأثرة. على سبيل المثال، k 4 Y 4 =O: أخذ هرم ذي قاعدة مربعة ولصق هرم آخر بالقاعدة المربعة يعطي ثماني السطوح.

عامل التكبيرx

ك

ل

ل

ك

(kk)

مُتَجَانِس

عامل الربط بين النماذج

x 0k 0 = jل 0 = جL 0K 0 = jk( kk ) 0
زيادةهرمموشورالمنشور المضاد

يُعطى عامل القطع t أيضًا بصيغة فهرسة t n ، مما يشير إلى أنه يتم قطع الرؤوس ذات درجة معينة فقط. وهو مكافئ لـ dk n d .

يمكن إنشاء بعض المؤثرات الموسعة في حالات خاصة باستخدام المؤثرات k n و t n . على سبيل المثال، يمكن إنشاء مكعب مشطوف الحواف ، cC ، على النحو التالي: t 4 daC ، أو على شكل معين ذي اثني عشر وجهًا ، daC أو jC ، مع اقتطاع رؤوسه من الدرجة الرابعة. المكعب المرفوع، lC، هو نفسه t 4 kC . يمكن إنشاء شكل خماسي ذي اثني عشر وجهًا، qD ، على النحو التالي : t 5 daaD أو t 5 deD أو t 5 oD ، أو على شكل سداسي عشر وجهًا دلتاوي ، deD أو oD ، مع اقتطاع رؤوسه من الدرجة الخامسة.

ميتا/شطبة

تضيف عملية Meta رؤوسًا في المركز وعلى طول الحواف، بينما تضيف عملية bevel وجوهًا في المركز، ورؤوسًا أولية، وعلى طول الحواف. يشير الفهرس إلى عدد الرؤوس أو الوجوه المضافة على طول الحواف. تُسمى عملية Meta (في شكلها غير المفهرس) أيضًا بالاقتران الجزئي أو الاقتران الكلي . لاحظ أن الرقم 0 هنا لا يعني نفس ما يعنيه في عمليات التوسيع: بل يعني إضافة صفر من الرؤوس (أو الوجوه) على طول الحواف. [ 4 ]

عوامل ميتا/بيفل
نعامل الحافةالمصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}xxdالتشخيصدي إكس دي
03[101030020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}k = m 0نz = b 0ت
16[111060040]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&6&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}م = م 1 = كيلو جولب = ب 1 = تا
29[121090060]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&9&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}م 2م 2 دب 2ب 2 د
312[1310120080]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&12&0\\0&8&0\end{bmatrix}}}م 3م 3 دب 3ب 3 د
ن3 ن +3[1ن103ن+3002ن+20]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&n&1\\0&3n+3&0\\0&2n+2&0\end{bmatrix}}}م نم ن دب نب ن د

الوسطي

يشبه الوسيط (Medial) عملية meta، باستثناء أنه لا يُضيف حوافًا من المركز إلى كل رأس بذرة. صيغة الفهرس 1 مطابقة لعمليتي ortho و expand لكونواي: تُسمى expand أيضًا cantellation و expansion . لاحظ أن o و e لهما صيغ فهرسة خاصة بهما، موضحة أدناه. لاحظ أيضًا أن بعض التطبيقات تبدأ الفهرسة من 0 بدلًا من 1. [ 4 ]

المشغلون المتوسطون
نعامل الحافةالمصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}xxdالتشخيصدي إكس دي
14[111040020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}M 1 = o = jje = aa
27[121070040]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&7&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}الوسطي : م = م 2ماريلانددي إمدمد
ن3 ن +1[1ن103ن+1002ن0]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&n&1\\0&3n+1&0\\0&2n&0\end{bmatrix}}}م نم ن دد م ند م ن د

غولدبيرغ-كوكسيتر

تُعدّ مُؤثرات غولدبيرغ-كوكسيتر (GC) كونواي عائلتين لانهائيتين من المُؤثرات، وهما امتدادٌ لبنية غولدبيرغ-كوكسيتر . [ 17 ] [ 18 ] يُمكن اعتبار بنية GC بمثابة أخذ مقطع مثلثي من شبكة مثلثية، أو مقطع مربع من شبكة مربعة، ووضعه على كل وجه من أوجه المجسم. يُمكن توسيع هذه البنية لتشمل أي وجه من خلال تحديد حجرات المثلث أو المربع (المضلع الرئيسي). [ 7 ] يُمكن استخدام المُؤثرات في العائلة المثلثية لإنتاج مجسمات غولدبيرغ ومجسمات الجيوديسية : انظر قائمة مجسمات الجيوديسية ومجسمات غولدبيرغ للاطلاع على الصيغ.

العائلتان هما عائلة GC المثلثية، c a,b و u a,b ، وعائلة GC الرباعية، e a,b و o a,b . يتم ترقيم كلتا عائلتي GC بعددين صحيحين.أ1{\displaystyle a\geq 1}وب0{\displaystyle b\geq 0}إنهم يمتلكون العديد من الصفات الجيدة:

تنقسم المعاملات إلى ثلاث فئات (الأمثلة مكتوبة بلغة c ولكنها تنطبق على جميع المعاملات الأربعة):

  • الفئة الأولى :ب=0{\displaystyle b=0}. غير متناظر، يحافظ على الحواف الأصلية. يمكن كتابته مع حذف الفهرس الصفري، على سبيل المثال c a ,0 = c a .
  • الفئة الثانية :أ=ب{\displaystyle a=b}. غير متناظر أيضًا. يمكن تحليله إلى c a,a = c a c 1,1
  • الفئة الثالثة: جميع المؤثرات الأخرى. هذه المؤثرات كيرالية، و c a,b و c b,a هما الزوجان الكيراليان لبعضهما البعض.

من بين عمليات كونواي الأصلية، العمليتان الوحيدتان اللتان لا تندرجان ضمن عائلة GC هما g و s (الدوران والقطع). يمكن التعبير عن عمليتي Meta و bevel ( m و b ) بدلالة عامل واحد من عائلة المثلثات وآخر من عائلة الرباعيات.

مثلث الشكل

مؤثرات غولدبيرغ-كوكسيتر المثلثية
أبفصلعامل الحافة T = a² + ab + المصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}المثلث الرئيسيxxdالتشخيصدي إكس دي
10أنا1[100010001]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}u 1 = Sدج 1 = س
20أنا4[110040021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&0\\0&4&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}u 2 = uالعاصمة واشنطندوج 2 = ج
30أنا9[121090060]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&9&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}u 3 = nnnkztج 3 = zz
40أنا16[15001600101]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&5&0\\0&16&0\\0&10&1\end{bmatrix}}}u 4 = uuuud = dccduu = ccdج 4 = ج ج
50أنا25[18002500161]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&8&0\\0&25&0\\0&16&1\end{bmatrix}}}يو ٥u 5 d = dc 5du 5 = c 5 dج 5
60أنا36[111103600240]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&11&1\\0&36&0\\0&24&0\end{bmatrix}}}u 6 = unnغير معروفcztu 6 = czz
70أنا49[116004900321]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&16&0\\0&49&0\\0&32&1\end{bmatrix}}}u 7 = u 2,1 u 1,2 = vrvvrvd = dwrwdvrv = wrwdج ٧ = ج ٢,١ ج ١,٢ = wrw
80أنا64[121006400421]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&21&0\\0&64&0\\0&42&1\end{bmatrix}}}u 8 = u 3u 3 d = dc 3du 3 = c 3 dج ٨ = ج ٣
90أنا81[126108100540]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&26&1\\0&81&0\\0&54&0\end{bmatrix}}}u 9 = n 4n 3 k = kz 3tn 3 = z 3 tج 9 = ع 4
11٢3[101030020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}u 1,1 = nكتج 1,1 = ع
2137[120070041]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&7&0\\0&4&1\end{bmatrix}}}صورة مكعب حلزونيv = u 2,1vd = dwصورة مكعب مزدوج دوامةdv = wdw = c 2,1
31313[1400130081]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&13&0\\0&8&1\end{bmatrix}}}u 3,1u 3,1 d = dc 3,1du 3,1 = c 3,1 dج 3,1
32319[16001900121]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&6&0\\0&19&0\\0&12&1\end{bmatrix}}}u 3,2u 3,2 d = dc 3,2du 3,2 = c 3,2 dج 3,2
43337[112003700241]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&12&0\\0&37&0\\0&24&1\end{bmatrix}}}u 4,3u 4,3 d = dc 4,3du 4,3 = c 4,3 dج 4،3
54361[120006100401]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&20&0\\0&61&0\\0&40&1\end{bmatrix}}}u 5,4u 5,4 d = dc 5,4du 5,4 = c 5,4 dج 5,4
65391[130009100601]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&30&0\\0&91&0\\0&60&1\end{bmatrix}}}u 6,5 = u 1,2 u 1,3u 6,5 d = dc 6,5du 6,5 = c 6,5 dج 6.5 = ج 1.2 ج 1.3
763127[1420012700841]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&42&0\\0&127&0\\0&84&1\end{bmatrix}}}u 7,6u 7,6 d = dc 7,6du 7,6 = c 7,6 dج 7,6
873169[15600169001121]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&56&0\\0&169&0\\0&112&1\end{bmatrix}}}u 8,7 = u 3,1 2u 8,7 d = dc 8,7du 8,7 = c 8,7 dج 8,7 = ج 3,1 2
983217[17200217001441]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&72&0\\0&217&0\\0&144&1\end{bmatrix}}}u 9,8 = u 2,1 u 5,1u 9,8 d = dc 9,8du 9,8 = c 9,8 dج 9.8 = ج 2.1 ج 5.1
أب{\displaystyle a\equiv b} (مoد 3){\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)}الأول أو الثاني أو الثالثتي0 {\displaystyle T\equiv 0\ }(مoد 3){\displaystyle (\mathrm {mod} \ 3)}[1تي3-110تي0023تي0]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T}{3}}-1&1\\0&T&0\\0&{\frac {2}{3}}T&0\end{bmatrix}}}...u a,bu a,b d = dc a,bdu a,b = c a,b dج أ، ب
أب{\displaystyle a\not \equiv b} (مoد 3){\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)}الأول أو الثالثتي1{\displaystyle T\equiv 1} (مoد 3){\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)}[1تي-1300تي002تي-131]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T-1}{3}}&0\\0&T&0\\0&2{\frac {T-1}{3}}&1\end{bmatrix}}}...u a,bu a,b d = dc a,bdu a,b = c a,b dج أ، ب

بحسب نظرية الأعداد الأساسية، لأي قيمتين لـ a و b ،تي2 (مoد 3){\displaystyle T\not \equiv 2\ (\mathrm {mod} \ 3)}.

رباعي

مؤثرات غولدبيرغ-كوكسيتر الرباعية
أبفصلعامل الحافة T = a 2 + b 2المصفوفةمx{\displaystyle \mathbf {M} _{x}}ساحة ماسترxxdالتشخيصدي إكس دي
10أنا1[100010001]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}o 1 = Se 1 = do 1 = dd = S
20أنا4[111040020]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}o 2 = o = j 2e 2 = e = a 2
30أنا9[140090041]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&9&0\\0&4&1\end{bmatrix}}}3هـ 33
40أنا16[1710160080]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&7&1\\0&16&0\\0&8&0\end{bmatrix}}}o 4 = oo = j 4e 4 = ee = a 4
50أنا25[112002500121]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&12&0\\0&25&0\\0&12&1\end{bmatrix}}}o 5 = o 2,1 o 1,2 = prpe 5 = e 2,1 e 1,2o 5 = dprpd
60أنا36[117103600180]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&17&1\\0&36&0\\0&18&0\end{bmatrix}}}o 6 = o 2 o 3e 6 = e 2 e 3
70أنا49[124004900241]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&24&0\\0&49&0\\0&24&1\end{bmatrix}}}٧هـ 7٧
80أنا64[131106400320]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&31&1\\0&64&0\\0&32&0\end{bmatrix}}}o 8 = o 3 = j 6e 8 = e 3 = a 6
90أنا81[140008100401]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&40&0\\0&81&0\\0&40&1\end{bmatrix}}}o 9 = o 3 2e 9 = e 3 29
100أنا100[1491010000500]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&49&1\\0&100&0\\0&50&0\end{bmatrix}}}o 10 = oo 2,1 o 1,2e 10 = ee 2,1 e 1,2
11٢2[101020010]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&2&0\\0&1&0\end{bmatrix}}}o 1,1 = je 1,1 = a
22٢8[131080040]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&8&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}o 2,2 = j 3e 2,2 = a 3
1235[120050021]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}o 1,2 = pe 1,2 = dp = pdص
أب{\displaystyle a\equiv b} (مoد 2){\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 2)}الأول أو الثاني أو الثالثحتى[1تي2-110تي00تي20]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T}{2}}-1&1\\0&T&0\\0&{\frac {T}{2}}&0\end{bmatrix}}}...أ ، بهـ أ، ب
أب{\displaystyle a\not \equiv b} (مoد 2){\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 2)}الأول أو الثالثفردي[1تي-1200تي00تي-121]{\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T-1}{2}}&0\\0&T&0\\0&{\frac {T-1}{2}}&1\end{bmatrix}}}...أ ، بهـ أ، بأ ، ب

أمثلة

الأشكال الهندسية الأرخميدية والكتالونية

يمكن لمجموعة المؤثرات الأصلية لكونواي إنشاء جميع المجسمات الأرخميدية والمجسمات الكاتالونية ، باستخدام المجسمات الأفلاطونية كعناصر أساسية. (لاحظ أن المؤثر r ليس ضروريًا لإنشاء كلا الشكلين الكيراليين).

المؤثرات المركبة

يمكن استخدام المجسم العشري الوجوه المقطوع ، tI ، كبذرة لإنشاء بعض المجسمات متعددة الوجوه الأكثر إرضاءً من الناحية البصرية، على الرغم من أن هذه ليست متحولة من حيث الرؤوس أو الوجوه .

على متن الطائرة

يمكن إنشاء كل من التبليطات المنتظمة المحدبة ونظائرها عن طريق تطبيق عوامل كونواي على التبليطات المنتظمة Q و H و Δ .

على شكل حلقة

يمكن أيضًا تطبيق عوامل كونواي على متعددات السطوح الحلقية ومتعددات السطوح ذات الثقوب المتعددة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. كونواي، جون ؛ بورجيل، هايدي؛ غودمان-ستراوس، حاييم (2008). "الفصل 21: تسمية المجسمات متعددة الأوجه والتبليطات الأرخميدية والكتالونية". تناظرات الأشياء . إيه كيه بيترز. ص  288. ISBN 978-1-56881-220-5.
  2. وايسشتاين، إريك دبليو. "تدوين كونواي متعدد السطوح" . عالم الرياضيات .
  3. 1 2 جورج دبليو هارت (1998). "تدوين كونواي للمجسمات متعددة الأوجه" . المجسمات متعددة الأوجه الافتراضية .
  4. 1 2 3 4 5 أدريان روسيتر. "تحويلات كونواي - تدوين كونواي" . برنامج نمذجة متعدد السطوح باستخدام المنشور المضاد .
  5. ^ أنسيلم ليفسكايا. ""polyHédronisme"" .
  6. 1 2 هارت، جورج (1998). "تدوين كونواي للمجسمات متعددة الأوجه" . المجسمات متعددة الأوجه الافتراضية .(انظر الصف الرابع في الجدول، "a = ambo".)
  7. 1 2 3 برينكمان، ج.؛ جوتشالككس، ب.؛ شاين، س. (2017). "جولدبيرج، فولر، كاسبار، كلوج، وكوكسيتر ومنهج عام للعمليات المحلية الحافظة للتناظر". وقائع الجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 473 (2206) 20170267. arXiv : 1705.02848 . Bibcode : 2017RSPSA.47370267B . doi : 10.1098/rspa.2017.0267 . S2CID 119171258 . 
  8. 1 2 جوتشالككس، بيتر؛ كولسايت، كريس؛ فان كليمبوت، نيكو (2020-04-12). "توليد العمليات المحلية الحافظة للتناظر". arXiv : 1908.11622 [ math.CO ].
  9. جوتشالككس، بيتر؛ كولسايت، كريس؛ فان كليمبوت، نيكو (2020-04-11). "عمليات الحفاظ على التناظر مع الحفاظ على التوجيه المحلي على متعددات السطوح". arXiv : 2004.05501 [ math.CO ].
  10. فان دن كامب، هايدي؛ مكاي، بريندان (2024). "توليد التربيعات المستوية والعمليات الحافظة للتناظر على الخرائط". الرياضيات المتقطعة وعلوم الحاسوب النظرية . 26 (3).
  11. وايسشتاين، إريك دبليو. "التصحيح" . عالم الرياضيات .
  12. وايسشتاين، إريك دبليو. "التراكم" . عالم الرياضيات .
  13. وايسشتاين، إريك دبليو. "الاقتطاع" . عالم الرياضيات .
  14. "المنشور المضاد - قضية الكيرالية في كونواي" .
  15. ليفيو زيفيرو (2008). "توليد مجسم عشريني الوجوه من خلال تقاطع خمسة رباعيات الوجوه: السمات الهندسية والبلورية للمجسمات الوسيطة" . فيسماث .
  16. جورج دبليو هارت (أغسطس 2000). منحوتة مستوحاة من متعددات السطوح ذات الدفع . وقائع مؤتمر MOSAIC 2000. سياتل، واشنطن. الصفحات 61-70 . 
  17. ديزا، م .؛ دوتور، م. (2004). "إنشاءات غولدبيرغ-كوكسيتر للرسوم البيانية المستوية ثلاثية ورباعية التكافؤ" . المجلة الإلكترونية للتوافقية . 11 : #R20. doi : 10.37236/1773 .
  18. ديزا، م.م.؛ سيكيريتش، دكتور في الطب؛ شتوغرين، م.إ. (2015). "بناء ومعايرة غولدبيرغ-كوكسيتر" . البنية الهندسية للرسوم البيانية ذات الصلة بالكيمياء: الخطوط المتعرجة والدوائر المركزية . سبرينغر. ص 131-148 . ISBN  978-81-322-2449-5.
  • polyHédronisme : يُنشئ متعددات السطوح في HTML5 canvas، باستخدام ترميز كونواي كمدخل.