متعدد السطوح المنتظم k 21

في الهندسة ، يُعرف متعدد السطوح المنتظم k 21 بأنه متعدد سطوح في k  +  4 أبعاد مُنشأ من زمرة كوكسيتر E n ، ويحتوي فقط على أوجه متعددة السطوح منتظمة . سُميت هذه العائلة برمز كوكسيتر k 21 نسبةً إلى مخطط كوكسيتر-دينكين المتشعب الخاص بها ، والذي يحتوي على حلقة واحدة في نهاية سلسلة العقد k .

اكتشف ثورولد جوسيت هذه العائلة كجزء من تعداده للمضلعات المنتظمة وشبه المنتظمة عام 1900 ، ولذلك تُسمى أحيانًا بأشكال جوسيت شبه المنتظمة . وقد سماها جوسيت بحسب أبعادها من 5 إلى 9، على سبيل المثال الشكل شبه المنتظم ذو البعد 5 .

أفراد العائلة

تنتهي المتتالية التي حددها جوسيه بتبليط لانهائي (خلية نحل تملأ الفراغ) في الفضاء الثماني، ويُطلق عليه اسم شبكة E8 . (لم يكتشف جوسيه شكلاً نهائياً يُسمى شبكة E9 : 6 21. وهو تبليط للفضاء الزائدي التساعي مُكوَّن من أوجه ∞ 9- simplex و ∞ 9- orthoplex، حيث تقع جميع الرؤوس عند اللانهاية).

تبدأ هذه العائلة بشكل فريد كأشكال متعددة الوجوه سداسية الأبعاد . ولإتمام الصورة، تم تضمين الموشور المثلثي والخلية الخماسية المُقوَّمة في البداية. كما يوجد الشكل نصف المكعب الفائق ضمن عائلة المكعب الفائق النصفي .

كما يتم تسميتها أحيانًا بمجموعتها التناظرية، مثل متعدد الوجوه E6 ، على الرغم من وجود العديد من متعددات الوجوه المنتظمة ضمن التناظر E6 .

عائلة جوسيت الكاملة من متعددات الوجوه شبه المنتظمة هي:

  1. منشور ثلاثي : −1 21 ( مثلثان و3 أوجه مربعة )
  2. خلايا خماسية مصححة : 0 21 ، رباعية الأوجه (5 خلايا رباعية الأوجه و5 خلايا ثمانية الأوجه )
  3. demipenteract : 1 21 , 5-ic semiregular figure (16 5-cell and 10 16-cell facets)
  4. متعدد الوجوه 2 21 : 2 21 ، شكل شبه منتظم 6-ic (72 5- أوجه بسيطة و 27 5- أوجه متعامدة )
  5. متعدد الوجوه 3 21 : 3 21 ، شكل شبه منتظم 7-ic (576 6- بسيط و 126 6- وجوه متعامدة )
  6. متعدد الوجوه 4 21 : 4 21 ، شكل شبه منتظم 8-ic (17280 7- بسيط و2160 7- أوجه متعامدة )
  7. 5 21 قرص العسل : 5 21 ، 9-ic فسيفساء مربعة شبه منتظمة في الفضاء الإقليدي 8 (∞ 8- simplex و ∞ 8- orthoplex facets)
  8. 6 21 قرص العسل : 6 21 ، تبليط الفضاء الزائدي 9 (∞ 9- بسيط و ∞ 9- أوجه متعامدة )

يتم بناء كل متعدد الوجوه من ( n 1)- سيمبلكس و( n 1)- أورثوبلكس .    

تُبنى أوجه الأورثوبلكس من زمرة كوكسيتر D n ولها رمز شلافلي {3 1, n 1,1 } بدلاً من الرمز المنتظم {3 n 2 ,4}. هذا البناء هو نتيجة لنوعين من "الأوجه". نصف الأوجه المحيطة بكل نتوء أورثوبلكس متصلة بأورثوبلكس آخر، والنصف الآخر متصل بسيمبلكس. في المقابل، كل نتوء سيمبلكس متصل بأورثوبلكس.

لكل منها شكل رأسي مماثل للشكل السابق. على سبيل المثال، الشكل الرأسي للخلية الخمس المعدلة هو منشور مثلثي .

عناصر

أشكال جوسيت شبه المنتظمة
ن -يكك 21الرسم البيانيمخطط كوكسيتر​جوانبعناصر
( ن - 1)- سيمبلكس {3 ن - 2 }  ( ن - 1)- أورثوبلكس {3 ن - 4،1،1 }  الرؤوسالحوافوجوهالخلاياأربعة أوجهخمسة وجوهستة أوجهسبعة وجوه
3-ic-1 21منشور ثلاثيمثلثان3 مربعات695     
4-ic0 215 خلايا مُقوَّمة5 رباعي الأوجه5 ثماني السطوح10303010    
5-ic1 21ديميبنتراكت16 خلية خماسية10 خلايا ذات 16 خلية168016012026   
6-ic2 212 21 متعدد الأوجه72 من 5-simplex27 -أورثوبليكس27216720108064899  
7-ic3 213 21 متعدد الأوجه576 من 6-simplexes126 -أورثوبليكس56756403210080120966048702 
8-ic4 214 21 متعدد الأوجه17280 مجمعًا سكنيًا من 7 وحدات2160 7-أورثوبليكس24067206048024192048384048384020736019440
9-ic5 215 21 قرص العسل8-simplexes8-orthoplexes
10-ic6 216 21 قرص العسل9-simplexes9-orthoplexes

انظر أيضاً

مراجع

  • 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.
  • بي إتش شوت (1911). "المعالجة التحليلية للبوليتوبات المستمدة بانتظام من البوليتوبات العادية" (PDF) . Verhandelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam . القسم الأول. الحادي عشر (3). أمستردام: يوهانس مولر. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 22 يناير 2025.
  • بي إتش شوت (1913). "المعالجة التحليلية للبوليتوبات المستمدة بانتظام من البوليتوبات العادية" (PDF) . Verhandelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam . الأقسام الثاني والثالث والرابع. الحادي عشر (5). أمستردام: يوهانس مولر. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 22 فبراير 2025.
  • HSM Coxeter : Polytopes العادية وشبه العادية، الجزء الأول، Mathematische Zeitschrift، Springer، Berlin، 1940
  • إن دبليو جونسون : نظرية متعددات الوجوه المنتظمة وخلايا النحل ، أطروحة دكتوراه، جامعة تورنتو، 1966
  • HSM Coxeter: Polytopes العادية وشبه العادية، الجزء الثاني، Mathematische Zeitschrift، Springer، Berlin، 1985
  • HSM Coxeter: Polytopes العادية وشبه العادية، الجزء الثالث، Mathematische Zeitschrift، Springer، Berlin، 1988
  • G.Blind and R.Blind، “متعددات الوجوه شبه المنتظمة”، Commentari Mathematici Helvetici 66 (1991) 150–154
  • جون إتش. كونواي ، هايدي بورجيل، حاييم غودمان-ستراوس، تناظرات الأشياء 2008، رقم ISBN 978-1-56881-220-5(الفصل 26، الصفحات  411-413: سلسلة جوسيت: رقم 21 )
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
بولي كلورون 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-أورثوبليكس10-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
فضاءعائلةأ~ن-1{\displaystyle {\tilde {A}}_{n-1}}ج~ن-1{\displaystyle {\tilde {C}}_{n-1}}ب~ن-1{\displaystyle {\tilde {B}}_{n-1}}د~ن-1{\displaystyle {\tilde {D}}_{n-1}}جي~2{\displaystyle {\tilde {G}}_{2}}/F~4{\displaystyle {\tilde {F}}_{4}}/هـ~ن-1{\displaystyle {\tilde {E}}_{n-1}}
E 2تبليط موحد0 [3]δ 3h δ 3q δ 3سداسي
E 3قرص العسل المحدب المنتظم0 [4]δ 4h δ 4q δ 4
E 4قرص عسل رباعي منتظم0 [5]δ 5h δ 5q δ 5قرص العسل ذو 24 خلية
E 5قرص عسل موحد من 50 [6]δ 6h δ 6q δ 6
E 6قرص عسل موحد بستة أشكال0 [7]δ 7h δ 7q δ 72 22
E 7قرص عسل موحد مكون من 7 خلايا0 [8]δ 8h δ 8q δ 81 333 31
E 8قرص عسل موحد مكون من 8 أجزاء0 [9]δ 9h δ 9q δ 91 522 515 21
E 9قرص عسل موحد مكون من 9 خلايا0 [10]δ 10h δ 10q δ 10
E 10قرص عسل موحد مكون من 10 أجزاء0 [11]δ 11h δ 11q δ 11
E n −1قرص عسل منتظم ( ن - 1)0 [ ن ]δ nh δ nq δ n1 كيلو 22 كيلو 1كيلو 21