متعدد الوجوه منتظم ذو 8 أوجه

رسوم بيانية لثلاثة متعددات وجوه منتظمة ومتعددات وجوه منتظمة ذات صلة .
8-simplex8-simplex المعدل8-simplex المقتطع
ثماني طبقات متقابلةرونشينيتد 8-سيمبلكسثماني وحدات متجانسة مغلفة بالستيري
خماسي 8-بسيطسداسي 8-بسيطسباعي 8-بسيط
8-أورثوبلكس8-orthoplex المعدلثمانية أورثوبليكس مقطوعة
ثماني طبقات متقابلةرونشينيتد 8-أورثوبليكس
سداسي 8-أورثوبليكسمكعب ذو ثمانية أجزاء مزخرف
مكعبات 8 محفورةمكعب 8 مغلف بالستيراتمكعب خماسي الأضلاع ذو 8 أضلاع
مكعب سداسي الشكل مكون من 8 مكعباتمكعب سباعي الأضلاع مكون من 8 مكعبات
8 مكعباتمكعب ثماني مُقوَّممكعب ثماني الأضلاع مُقتطع
8-نصف مكعبمكعب صغير مقطوع بحجم 8 ميكروبوصةمكعب نصف دائري ذو 8 أجزاء
مكعب نصف دائري ذو 8 أجزاء8 مكعبات نصفية معقمة
مكعب خماسي الأضلاع ذو 8 أنصاف مكعباتمكعب سداسي الشكل 8-نصف مكعب
4 211 422 41

في الهندسة ثمانية الأبعاد ، يكون متعدد السطوح ثمانية الأبعاد أو متعدد السطوح 8 هو متعدد السطوح الذي يحتويه 7 أوجه متعددة السطوح، حيث يتم مشاركة كل حافة من حواف متعدد السطوح 6 بواسطة وجهين من أوجه متعدد السطوح 7 بالضبط .

المضلع المنتظم ذو 8 أوجه هو مضلع متعدٍ على الرؤوس ، ومبني من أوجه مضلع منتظم ذي 7 أوجه .

متعددات الوجوه المنتظمة ذات 8 أوجه

يمكن تمثيل الأشكال متعددة الأوجه المنتظمة ذات 8 أضلاع بواسطة رمز شلافلي {p,q,r,s,t,u,v}، مع وجود أوجه متعددة الأوجه ذات 7 أضلاع v {p,q,r,s,t,u} حول كل قمة .

يوجد ثلاثة أشكال متعددة الأوجه منتظمة محدبة من هذا النوع بالضبط :

  1. {3,3,3,3,3,3,3} - 8-simplex
  2. {4,3,3,3,3,3,3} - مكعب ثماني
  3. {3,3,3,3,3,3,4} - 8-orthoplex

لا توجد متعددات وجوه منتظمة غير محدبة من النوع 8.

صفات

تُحدد طوبولوجيا أي متعدد الوجوه ذي 8 أبعاد بواسطة أعداد بيتي ومعاملات الالتواء الخاصة به . [ 1 ]

لا يمكن تعميم قيمة خاصية أويلر المستخدمة لتوصيف المجسمات متعددة الأوجه بشكل مفيد إلى الأبعاد الأعلى، وهي تساوي صفرًا لجميع المجسمات ثمانية الأوجه، بغض النظر عن بنيتها الطوبولوجية الأساسية. وقد أدى هذا القصور في خاصية أويلر في التمييز بدقة بين البنى الطوبولوجية المختلفة في الأبعاد الأعلى إلى اكتشاف أعداد بيتي الأكثر تطورًا. [ 1 ]

وبالمثل، فإن مفهوم قابلية توجيه متعدد السطوح غير كافٍ لتوصيف التواءات سطح متعددات السطوح الحلقية، وقد أدى ذلك إلى استخدام معاملات الالتواء. [ 1 ]

متعددات الوجوه الثمانية المنتظمة بواسطة مجموعات كوكسيتر الأساسية

يمكن توليد متعددات الوجوه الثمانية المنتظمة ذات التناظر الانعكاسي بواسطة مجموعات كوكسيتر الأربع هذه، والتي يتم تمثيلها بتباديل حلقات مخططات كوكسيتر-دينكين :

8مجموعة كوكسيترالنماذج
18[3 7 ]135
28 قبل الميلاد[4,3 6 ]255
3د 8[3 5,1,1 ]191 (64 فريد)
4E 8[3 4,2,1 ]255

تتضمن الأشكال المتعددة المنتظمة والمتجانسة ذات الثمانية أوجه المختارة من كل عائلة ما يلي:

  1. عائلة سيمبلكس : A 8 [3 7 ] -
    • 135 متعدد الوجوه المنتظم ذو 8 أبعاد كبدائل للحلقات في مخطط المجموعة، بما في ذلك حلقة منتظمة واحدة:
      1. {3 7 } - 8-simplex أو ennea-9-tope أو enneazetton -
  2. عائلة المكعب الفائق / أورثوبليكس : B 8 [4,3 6 ] -
    • 255 متعدد الوجوه المنتظم ذو 8 أبعاد كبدائل للحلقات في مخطط المجموعة، بما في ذلك حلقتان منتظمتان:
      1. {4,3 6 } - مكعب ثماني أو ثماني الأضلاع -
      2. {3 6 ,4} - 8-orthoplex أو octacross -
  3. عائلة المكعب الفائق الجزئي D8 : [3 5,1,1 ] -
    • 191 متعدد الوجوه المنتظم ذو 8 أبعاد كبدائل للحلقات في مخطط المجموعة، بما في ذلك:
      1. {3,3 5,1 } - مكعب ثماني الأضلاع أو مكعب ثماني الأضلاع ، 1 51 - ؛ وأيضًا كـ h{4,3 6 } -
      2. {3,3,3,3,3,3 1,1 } - 8-orthoplex ، 5 11 -
  4. عائلة متعددات الوجوه E: عائلة E 8 : [3 4,1,1 ] -
    • 255 متعدد الوجوه المنتظم ذو 8 أبعاد كبدائل للحلقات في مخطط المجموعة، بما في ذلك:
      1. {3,3,3,3,3 2,1 } - نظام ثورولد جوسيت شبه المنتظم 4 21 ،
      2. {3,3 4,2 } - التوزيع المنتظم 1 42 , ,
      3. { 3,3,3 4,1 } - التوزيع المنتظم 2 41

أشكال موشورية منتظمة

توجد العديد من العائلات المنشورية المنتظمة ، بما في ذلك:

عائلة A 8

تتمتع عائلة A 8 بتناظر من الرتبة 362880 ( عامل 9 ).

توجد 135 صيغة مبنية على جميع تباديل مخططات كوكسيتر-دينكين التي تحتوي على حلقة واحدة أو أكثر (128 + 8 - 1 حالة). جميع هذه الصيغ مُدرجة أدناه. تُذكر أسماء الاختصارات على نمط باورز بين قوسين للرجوع إليها.

انظر أيضًا إلى قائمة متعددات الوجوه ذات 8-simplex للحصول على رسوم بيانية مستوية متناظرة من نوع Coxeter لهذه متعددات الوجوه.

عائلة B 8

تتمتع عائلة B 8 بتناظر من الرتبة 10321920 ( مضروب 8 × 2 8 ). يوجد 255 شكلاً مبنياً على جميع تباديل مخططات كوكسيتر-دينكين مع حلقة واحدة أو أكثر.

انظر أيضًا إلى قائمة متعددات الوجوه B8 للحصول على رسوم بيانية مستوية متناظرة من نوع Coxeter لهذه متعددات الوجوه.

عائلة D 8

تتمتع عائلة D 8 بتناظر من الرتبة 5,160,960 (8 مضروب × 2 7 ).

تضم هذه العائلة 191 متعدد وجوه منتظم من نوع Wythoffian، ناتجة عن 3 × 64 − 1 تبديل لمخطط D 8 Coxeter-Dynkin الذي يحتوي على حلقة واحدة أو أكثر. 127 منها (2 × 64 − 1) مكررة من عائلة B و64 منها فريدة لهذه العائلة، وجميعها مدرجة أدناه.

انظر قائمة متعددات الوجوه D8 للاطلاع على الرسوم البيانية المستوية لكوكسيتر لهذه متعددات الوجوه.

عائلة E 8

تتمتع عائلة E 8 بترتيب تناظر 696,729,600.

يوجد 255 شكلاً مبنياً على جميع تباديل مخططات كوكسيتر-دينكين التي تحتوي على حلقة واحدة أو أكثر. ثمانية أشكال معروضة أدناه، أربعة منها بحلقة واحدة، وثلاثة أشكال مختصرة (حلقتان)، والشكل النهائي المختصر بالكامل. تُستخدم اختصارات على نمط باورز للرجوع إليها.

انظر أيضًا قائمة متعددات الوجوه E8 للرسوم البيانية المستوية لكوكسيتر لهذه العائلة.

خلايا نحل منتظمة وموحدة

مخطط كوكسيتر-دينكين يوضح التطابقات بين العائلات والتناظر الأعلى داخل المخططات. تمثل العقد ذات اللون نفسه في كل صف مرايا متطابقة. أما العقد السوداء فهي غير نشطة في التطابق.

هناك خمس مجموعات كوكسيتر أفينية أساسية تولد تبليطات منتظمة وموحدة في الفضاء ذي 7 أبعاد:

8مجموعة كوكسيترمخطط كوكسيترالنماذج
1أ~7{\displaystyle {\tilde {A}}_{7}}[3 [8] ]29
2ج~7{\displaystyle {\tilde {C}}_{7}}[4,3 5 ,4]135
3ب~7{\displaystyle {\tilde {B}}_{7}}[4,3 4 ,3 1,1 ]191 (64 جديد)
4د~7{\displaystyle {\tilde {D}}_{7}}[3 1,1 ,3 3 ,3 1,1 ]77 (10 جديدة)
5هـ~7{\displaystyle {\tilde {E}}_{7}}[3 3,3,1 ]143

تشمل الأشكال الهندسية المنتظمة والموحدة ما يلي:

  • أ~7{\displaystyle {\tilde {A}}_{7}}29 شكلاً فريداً ذا حلقات، بما في ذلك:
  • ج~7{\displaystyle {\tilde {C}}_{7}}135 شكلاً فريداً ذا حلقات، بما في ذلك:
    • قرص عسل منتظم مكون من 7 مكعبات : {4، 3 4 ، 4} = {4، 3 4 ، 3 1، 1 } =
  • ب~7{\displaystyle {\tilde {B}}_{7}}191 شكلاً فريداً ذا حلقات، 127 منها مشتركة معج~7{\displaystyle {\tilde {C}}_{7}}و64 جديدة، بما في ذلك:
  • د~7{\displaystyle {\tilde {D}}_{7}}، [3 1,1 ,3 3 ,3 1,1 ]: 77 تبديلًا فريدًا للحلقة، و10 منها جديدة، أولها Coxeter يسمى ربع قرص العسل المكعب 7 .
    • ، ، ، ، ، ، ، ، ، ،
  • هـ~7{\displaystyle {\tilde {E}}_{7}}143 شكلاً فريداً ذا حلقات، بما في ذلك:

خلايا نحل زائدة منتظمة وموحدة

لا توجد زمر كوكسيتر زائدية متراصة من الرتبة 8، وهي زمر قادرة على توليد أشكال قرص العسل ذات أوجه محدودة وشكل رأس محدود . مع ذلك، توجد أربع زمر كوكسيتر زائدية شبه متراصة من الرتبة 8، تولد كل منها أشكال قرص العسل المنتظمة في الفضاء ذي الأبعاد 7 كتباديل لحلقات مخططات كوكسيتر.

P¯7{\displaystyle {\bar {P}}_{7}}= [3,3 [7] ]:سؤال¯7{\displaystyle {\bar {Q}}_{7}}= [3 1,1 ,3 2 ,3 2,1 ]: S¯7{\displaystyle {\bar {S}}_{7}}= [4,3 3 ,3 2,1 ]: تي¯7{\displaystyle {\bar {T}}_{7}}= [3 3,2,2 ]:

مراجع

  1. 1 2 3 ريتشسون، د.؛ جوهرة أويلر: صيغة متعدد السطوح وولادة علم الطوبولوجيا ، برينستون، 2008.
  2. 1 2 كليتزينغ .
  3. ^ كليتسينج ، (x3o3x3o3o3o3o3x3 - اكسورين) .
  4. ^ كليتسينج ، x3o3x3o3o3o3o4o - سريك .
  5. ^ كليتسينج ، (x3o3o *b3o3o3o3x3o - سوثو) .
  6. ^ كليتسينج , (x3o3o *b3o3o3o3o3x - سبوهو) .
  • تي. جوسيت : حول الأشكال المنتظمة وشبه المنتظمة في فضاء ذي أبعاد ن ، رسول الرياضيات ، ماكميلان، 1900
  • أ. بول ستوت (1910). "الخصم الهندسي للشبه المنتظم من متعددات الأسطح العادية وحشوات الفضاء" (PDF) . Verhandelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam . الحادي عشر (1). أمستردام: يوهانس مولر. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 29 أبريل 2025.
  • HSM Coxeter :
    • HSM Coxeter, MS Longuet-Higgins und JCP Miller: Uniform Polyhedra , Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1954
    • إتش إس إم كوكسيتر، الأشكال المتعددة المنتظمة ، الطبعة الثالثة، دوفر، نيويورك، 1973
    • كتاب "المناظير: مختارات من كتابات إتش إس إم كوكسيتر" ، حرره إف. آرثر شيرك، وبيتر ماكمولين، وأنتوني سي. طومسون، وآسيا إيفيتش فايس، منشورات وايلي-إنترساينس، 1995، wiley.com ، ISBN 978-0-471-01003-6
      • (الورقة 22) HSM Coxeter، متعددات الوجوه المنتظمة وشبه المنتظمة I ، [Math. Zeit. 46 (1940) 380–407، MR 2,10]
      • (الورقة 23) HSM Coxeter، متعددات الوجوه المنتظمة وشبه المنتظمة II ، [Math. Zeit. 188 (1985) 559–591]
      • (الورقة 24) HSM Coxeter، متعددات الوجوه المنتظمة وشبه المنتظمة III ، [Math. Zeit. 200 (1988) 3–45]
  • إن دبليو جونسون : نظرية متعددات الوجوه المنتظمة وخلايا النحل ، أطروحة دكتوراه، جامعة تورنتو، 1966
  • كليتزينغ، ريتشارد. "متعددات الوجوه المنتظمة ثمانية الأبعاد (بوليزيتا) مع الاختصارات" .
عائلةأنب نI 2 ( p ) / D nE 6 / E 7 / E 8 / F 4 / G 2H n
مضلع منتظممثلثمربعبي-جونمسدسالبنتاغون
متعدد السطوح منتظمرباعي الأوجهثماني الأوجهمكعبمكعب ديميكيوبالمجسم ذو الاثني عشر وجهًاالمجسم ذو العشرين وجهًا
بوليكلورون موحدبنتاشورون16 خليةتيسيراكتديميتسيراكت24 خلية120 خلية600 خلية
متعدد الوجوه الخماسي المنتظم5-simplex5-أورثوبليكس5-كيوب5-نصف مكعب
متعدد الوجوه سداسي منتظم6-simplex6-أورثوبليكس6-كيوب6-نصف مكعب1 222 21
متعدد الوجوه المنتظم ذو 7 أوجه7-simplex7-أورثوبليكس7-كيوب7-نصف مكعب1 322 313 21
متعدد الوجوه منتظم ذو 8 أوجه8-simplex8-أورثوبليكس8-كيوب8-نصف مكعب1 422 414 21
متعدد الوجوه ذو 9 أجزاء متجانس9-simplex9-أورثوبليكس9-كيوب9-نصف مكعب
متعدد الوجوه منتظم مكون من 10 أجزاء10-simplex10-أورثوبلكس10-كيوب10-نصف مكعب
متعدد السطوح المنتظم من النوع nn - سيمبلكسن - أورثوبليكسن - كيوبن - نصف مكعب1 k22 k1k 21متعدد الوجوه الخماسي n
المواضيع: عائلات متعددات الوجوهمتعدد الوجوه المنتظمقائمة متعددات الوجوه المنتظمة والمركباتعمليات متعددات الوجوه