متعدد السطوح منتظم

في الهندسة ، يتميز المجسم المنتظم بوجود مضلعات منتظمة كأوجه ، وهو متماثل الرؤوس - أي أن هناك تطابقًا هندسيًا يربط أي رأس بأي رأس آخر. وبالتالي، فإن جميع الرؤوس متطابقة . قد يكون المجسم المنتظم منتظمًا (إذا كان متماثل الأوجه والحواف أيضًا )، أو شبه منتظم (إذا كان متماثل الحواف فقط دون الأوجه)، أو شبه منتظم (إذا لم يكن متماثل الحواف أو الأوجه). لا يشترط أن تكون الأوجه والرؤوس محدبة ، لذا فإن العديد من المجسمات المنتظمة هي أيضًا مجسمات نجمية .

يوجد نوعان لانهائيان من المجسمات المنتظمة، بالإضافة إلى 75 مجسمًا آخر. وهما نوعان لانهائيان من الموشورات والموشورات المضادة ، والمجسمات المحدبة كما في 5 مجسمات أفلاطونية و13 مجسمًا أرخميديًا - اثنان منها شبه منتظمين و11 شبه منتظمين - والمجسمات النجمية غير المحدبة كما في 4 مجسمات كبلر-بوانسو و53 مجسمًا نجميًا منتظمًا - 14 منها شبه منتظمين و39 شبه منتظمين. كما توجد العديد من المجسمات المنتظمة المنحلة ذات أزواج من الحواف المتطابقة، بما في ذلك مجسم اكتشفه جون سكيلينج يُسمى المجسم المعيني الاثني عشري الكبير غير المقطوع ، وهو شكل سكيلينج. [ 1 ]

تُعتبر المجسمات الثنائية للمجسمات المنتظمة متماثلة الأوجه (متساوية الأوجه) ولها أشكال رؤوس منتظمة ، وتُصنف عمومًا بالتوازي مع مجسمها الثنائي (المنتظم). المجسم الثنائي للمجسم المنتظم يكون منتظمًا، بينما المجسم الثنائي للمجسم الأرخميدي يكون مجسمًا كاتالانيًا .

إن مفهوم متعدد السطوح المنتظم هو حالة خاصة من مفهوم متعدد السطوح المنتظم ، والذي ينطبق أيضًا على الأشكال في الفضاء ذي الأبعاد الأعلى (أو الأبعاد الأدنى).

تعريف

يعود أصل الخطيئة في نظرية المجسمات إلى إقليدس، وما زالت تؤثر على جميع الأعمال المتعلقة بهذا الموضوع (بما في ذلك أعمال الكاتب الحالي) من خلال كيبلر وبوانسو وكوشي وغيرهم. وتنشأ هذه الخطيئة من كون الاستخدام التقليدي لمصطلح "المجسمات المنتظمة" مخالفًا للنحو والمنطق: إذ توحي الكلمات بأننا نتعامل، ضمن الأشياء التي نسميها "مجسمات"، مع تلك المجسمات الخاصة التي تستحق أن تُسمى "منتظمة". ولكن في كل مرحلة - إقليدس، كيبلر، بوينسو، هيس، بروكينر،  ... - فشل الكتّاب في تحديد ماهية "المجسمات" التي يجدون بينها المجسمات "المنتظمة".

(برانكو غرونباوم 1994 ) 

عرّف كوكسيتر ولونغيت-هيغينز وميلر (1954) المجسمات المنتظمة بأنها مجسمات ذات أوجه منتظمة وقابلة للتعدي على الرؤوس . عرّفوا المجسم بأنه مجموعة منتهية من المضلعات بحيث يكون كل ضلع من أضلاع المضلع ضلعًا لمضلع آخر فقط، بحيث لا توجد مجموعة جزئية غير فارغة من المضلعات لها نفس الخاصية. ويقصدون بالمضلع ضمنيًا مضلعًا في الفضاء الإقليدي ثلاثي الأبعاد؛ ويُسمح لهذه المضلعات بأن تكون غير محدبة ومتقاطعة. [ 2 ]

توجد بعض التعميمات لمفهوم متعدد السطوح المنتظم. فإذا أُسقطت فرضية الاتصال، نحصل على مركبات منتظمة، يمكن تقسيمها إلى اتحاد متعددات سطوح، مثل مركب 5 مكعبات. وإذا أُسقط شرط عدم انحلال تمثيل متعدد السطوح، نحصل على ما يُسمى متعددات السطوح المنتظمة المنحلة. ويتطلب هذا تعريفًا أكثر عمومية لمتعددات السطوح. وقدّم غرونباوم (1994) تعريفًا معقدًا نوعًا ما لمتعدد السطوح، بينما قدّم ماكمولين وشولتي (2002) تعريفًا أبسط وأكثر عمومية: فبحسب مصطلحاتهما، متعدد السطوح هو متعدد سطوح ثنائي الأبعاد مجرد ذو تمثيل ثلاثي الأبعاد غير منحل. هنا، يُعرَّف متعدد السطوح المجرد بأنه مجموعة مرتبة جزئيًا من "وجوهه" التي تحقق شروطًا مختلفة، والتحقيق هو دالة من رؤوسه إلى فضاء ما، ويُسمى التحقيق غير منحل إذا كان لأي وجهين مختلفين من متعدد السطوح المجرد تحقيقان مختلفان. وفيما يلي بعض الطرق التي يمكن أن يكون بها متعدد السطوح منحلًا:

  • وجوه مخفية. بعض المجسمات متعددة الأوجه لها وجوه مخفية، بمعنى أنه لا يمكن رؤية أي نقطة من داخلها من الخارج. وعادةً لا تُصنف هذه المجسمات ضمن المجسمات المنتظمة.
  • المركبات المنحلة. بعض المجسمات متعددة الأوجه لها حواف متعددة ووجوهها هي وجوه مجسمين أو أكثر، على الرغم من أن هذه ليست مركبات بالمعنى السابق لأن المجسمات تشترك في الحواف.
  • أغطية مزدوجة. بعض المجسمات متعددة الأوجه غير القابلة للتوجيه لها أغطية مزدوجة تُحقق تعريف المجسم المنتظم. هذه الأغطية المزدوجة لها أوجه وحواف ورؤوس مزدوجة. وعادةً لا تُعتبر مجسمات منتظمة.
  • الوجوه المزدوجة. توجد عدة مجسمات متعددة الأوجه ذات وجوه مزدوجة ناتجة عن بناء ويثوف. لا يسمح معظم المؤلفين بالوجوه المزدوجة ويزيلونها كجزء من عملية البناء.
  • حواف مزدوجة. يتميز شكل سكيلينج بخاصية وجود حواف مزدوجة (كما هو الحال في متعددات السطوح المنتظمة المنحلة) ولكن لا يمكن كتابة وجوهه كاتحاد لمتعددي سطوح منتظمين.

تاريخ

متعددات السطوح المحدبة المنتظمة

متعددات السطوح المحدبة المنتظمة غير المنتظمة

متعددات السطوح النجمية المنتظمة

53 مجسمًا نجميًا غير منتظم آخر

متعددات السطوح النجمية الموحدة

المجسم ذو الاثني عشر وجهًا المعيني العظيم، وهو المجسم الموحد الوحيد غير التابع لويثوف

تم تجميع الأشكال الـ 57 غير المنشورية وغير المحدبة، باستثناء الشكل الكبير ذي المعين المزدوج ذي الاثني عشر وجهًا ، بواسطة تركيبات Wythoff داخل مثلثات Schwarz .

أشكال محدبة من تصميم شركة Wythoff للإنشاءات

أمثلة على الأشكال من المكعب وثماني الأوجه
أمثلة على الأشكال من المكعب وثماني الأوجه

يمكن تسمية المجسمات المتعددة الأوجه المحدبة المنتظمة بواسطة عمليات بناء Wythoff على الشكل المنتظم.

بمزيد من التفصيل، يتم تقديم المجسمات متعددة السطوح المحدبة المنتظمة أدناه من خلال بناء Wythoff الخاص بها داخل كل مجموعة تناظر.

في تصميم ويثوف، توجد تكرارات ناتجة عن أشكال ذات تناظر أقل. المكعب هو متعدد السطوح منتظم، ومنشور مربع. ثماني السطوح هو متعدد السطوح منتظم، ومنشور مثلثي مضاد. ثماني السطوح هو أيضًا رباعي سطوح مُعدَّل . تتكرر العديد من متعددات السطوح من مصادر بناء مختلفة، وتُلوَّن بألوان مختلفة.

ينطبق بناء ويثوف بالتساوي على المجسمات المنتظمة والتبليطات المنتظمة على سطح الكرة ، لذا تُعرض صور لكليهما. تشمل التبليطات الكروية مجموعة المجسمات المتماثلة والمجسمات الثنائية ، وهي مجسمات متدهورة.

تتكون مجموعات التناظر هذه من مجموعات النقاط الانعكاسية في ثلاثة أبعاد ، كل منها ممثل بمثلث أساسي ( p q r )، حيث p > 1، q > 1، r > 1 و 1/ p + 1/ q + 1/ r < 1 .        

يتم إنشاء الأشكال غير العاكسة المتبقية عن طريق عمليات التناوب المطبقة على المجسمات متعددة الأوجه ذات عدد زوجي من الأضلاع.

إلى جانب الموشورات وتناظرها ثنائي السطوح ، تُضيف عملية بناء ويثوف الكروية فئتين منتظمتين تتحولان إلى متعددات السطوح  : ثنائيات السطوح ومتعددات السطوح ، الأولى لها وجهان فقط، والثانية لها رأسان فقط. وينتج عن اقتطاع متعددات السطوح المنتظمة الموشورات.

يتم ترقيم الأشكال متعددة السطوح المحدبة المنتظمة من 1 إلى 18 للأشكال غير المنشورية كما هي معروضة في الجداول حسب شكل التناظر.

بالنسبة للمجموعة اللانهائية من الأشكال المنشورية، يتم فهرستها في أربع عائلات:

  1. Hosohedra H 2... (فقط على شكل تبليط كروي)
  2. ثنائيات الأوجه D 2... (فقط كبلاطات كروية)
  3. المنشورات P 3... (هوسوهيدرا مقطوعة)
  4. المنشورات المضادة A 3... (منشورات قصيرة)

جداول ملخصة

اسم جونسونأحد الوالدينمختصرتم تصحيحهمُقتطع (ثنائي متعدٍ)مُقوَّم ثنائيًا (مزدوجًا)مُقَنَّطمختصر بالكامل ( مختصر بشكل غير منتظم )سحق
مخطط كوكسيتر
رمز شلافلي الموسع{ص،q}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}p,q\end{Bmatrix}}}ت{ص،q}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}p,q\end{Bmatrix}}}{صq}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}p\\q\end{Bmatrix}}}ت{q،ص}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}q,p\end{Bmatrix}}}{q،ص}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}q,p\end{Bmatrix}}}ر{صq}{\displaystyle r{\begin{Bmatrix}p\\q\end{Bmatrix}}}ت{صq}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}p\\q\end{Bmatrix}}}s{صq}{\displaystyle s{\begin{Bmatrix}p\\q\end{Bmatrix}}}
{p,q}t{p,q}r{p,q}2t{p,q}2r{p,q}rr{p,q}tr{p,q}sr{p,q}
t 0 {p,q}t 0,1 {p,q}t 1 {p,q}t 1,2 {p,q}t 2 {p,q}t 0,2 {p,q}t 0,1,2 {p,q}ht 0,1,2 {p,q}
رمز Wythoff (pq 2)q | p 22 ق | ص2 | pq2 ص | قص | ق 2pq | 2pq 2 || pq 2
شكل الرأسص قq.2p.2p(pq) 2ص.  2ق.2قq pص.  4.س.44.2p.2q3.3.ص.  3.ق
رباعي الأوجه (3 3 2)3.3.33.6.63.3.3.33.6.63.3.33.4.3.44.6.63.3.3.3.3
ثماني الأوجه (4 3 2)4.4.43.8.83.4.3.44.6.63.3.3.33.4.4.44.6.83.3.3.3.4
الشكل العشري الوجوه (5 3 2)5.5.53.10.103.5.3.55.6.63.3.3.3.33.4.5.44.6.103.3.3.3.5

وعينة من التناظرات ثنائية السطوح:

(لم يتم قطع الكرة، بل تم قطع التبليط فقط.) (على الكرة، الحافة هي قوس الدائرة العظمى، أقصر طريق، بين رأسيها. وبالتالي، فإن الشكل الثنائي الذي لا تكون رؤوسه متقابلة قطبيًا يكون مسطحًا: يبدو كحافة.)

(ص 2 2)أحد الوالدينمختصرتم تصحيحهمُقتطع (ثنائي متعدٍ)مُقوَّم ثنائيًا (مزدوجًا)مُقَنَّطمختصر بالكامل ( مختصر بشكل غير منتظم )سحق
مخطط كوكسيتر
رمز شلافلي الموسع{ص،2}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}p,2\end{Bmatrix}}}ت{ص،2}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}p,2\end{Bmatrix}}}{ص2}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}p\\2\end{Bmatrix}}}ت{2،ص}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}2,p\end{Bmatrix}}}{2،ص}{\displaystyle {\begin{Bmatrix}2,p\end{Bmatrix}}}ر{ص2}{\displaystyle r{\begin{Bmatrix}p\\2\end{Bmatrix}}}ت{ص2}{\displaystyle t{\begin{Bmatrix}p\\2\end{Bmatrix}}}s{ص2}{\displaystyle s{\begin{Bmatrix}p\\2\end{Bmatrix}}}
{p,2}t{p,2}r{p,2}2t{p,2}2r{p,2}rr{p,2}tr{p,2}sr{p,2}
t 0 {p,2}t 0,1 {p,2}t 1 {p,2}t 1,2 {p,2}t 2 {p,2}t 0,2 {p,2}t 0,1,2 {p,2}ht 0,1,2 {p,2}
رمز Wythoff2 | ص 22 2 | ص2 | ص 22 ص | 2ص | 2 2ص ٢ | ٢ص 2 2 || ص 2 2
شكل الرأسص 22.2p.2pص.  2. ص.  2ص  4.42 بنسص  4.2.44.2 ص.43.3.3.p
الزاوية الثنائية (2 2 2){2,2}2.4.42.2.2.24.4.22.22.4.2.44.4.43.3.3.2
الزاوية الثنائية (3 2 2)3.32.6.62.3.2.34.4.32.2.22.4.3.44.4.63.3.3.3
الزاوية الثنائية (4 2 2)4.42.8.82.4.2.44.4.42.2.2.22.4.4.44.4.83.3.3.4
الزاوية الثنائية (5 2 2)5.52.10.102.5.2.54.4.52.2.2.2.22.4.5.44.4.103.3.3.5
الزاوية الثنائية (6 2 2)6.62.12.122.6.2.64.4.62.2.2.2.2.22.4.6.44.4.123.3.3.6

(3 3 2) تناظر رباعي الأوجه T d

يؤدي التناظر الرباعي الأوجه للكرة إلى توليد 5 أشكال متعددة الأوجه منتظمة، وشكل سادس عن طريق عملية الحذف.

يُمثَّل التناظر الرباعي الأوجه بمثلث أساسي له رأس واحد له صورتان مرآويتان، ورأسان لهما ثلاث صور مرآوية، ويُرمز له بالرمز (3 3 2). ويمكن تمثيله أيضًا بمجموعة كوكسيتر A 2 أو [3,3] ، بالإضافة إلى مخطط كوكسيتر .

يوجد 24 مثلثًا، مرئية في أوجه المجسم السداسي رباعي الأوجه ، وفي المثلثات ذات الألوان المتناوبة على الكرة:

8اسمالرسم البياني أ 3الرسم البياني أ 2صورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [3] (4)المركز 1 [2] (6)الموضع 0 [3] (4)وجوهالحوافالرؤوس
1رباعي الأوجه{3,3}{3}464
[1]رباعي الأوجه ثنائي الانحراف (نفس رباعي الأوجه )t 2 {3,3}={3,3}{3}464
2رباعي الأوجه المُقوَّم (يشبه ثماني الأوجه )t 1 {3,3}=r{3,3}{3}{3}8126
3رباعي الأوجه المقطوعt 0,1 {3,3}=t{3,3}{6}{3}81812
[3]رباعي الأوجه المقطوع مرتين (نفس رباعي الأوجه المقطوع )t 1,2 {3,3}=t{3,3}{3}{6}81812
4رباعي الأوجه ذو الكانتيليون، رباعي الأوجه المعيني (نفس المكعب الثماني الأوجه )t 0,2 {3,3}=rr{3,3}{3}{4}{3}142412
5رباعي الأوجه المقطوع بالكامل، رباعي الأوجه المقطوع (نفس ثماني الأوجه المقطوع )t 0,1,2 {3,3}=tr{3,3}{6}{4}{6}143624
6رباعي الأوجه المقطوع (نفس شكل عشريني الأوجه )sr{3,3}{3}2 {3}{3}203012

(4 3 2) O h تناظر ثماني السطوح

يُنتج التناظر الثماني الأوجه للكرة سبعة أشكال متعددة الأوجه منتظمة، وسبعة أخرى بالتناوب. ستة من هذه الأشكال تتكرر من جدول التناظر الرباعي الأوجه المذكور أعلاه.

يُمثَّل التناظر الثماني الأوجه بمثلث أساسي (4 3 2) مع احتساب الانعكاسات عند كل رأس. ويمكن تمثيله أيضًا بمجموعة كوكسيتر B 2 أو [4,3] ، بالإضافة إلى مخطط كوكسيتر .

يوجد 48 مثلثًا، مرئية في أوجه المجسم ذي الاثني عشر وجهًا ، وفي المثلثات ذات الألوان المتناوبة على الكرة:

8اسمالرسم البياني ب 3الرسم البياني ب 2صورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [4] (6)المركز 1 [2] (12)الموضع 0 [3] (8)وجوهالحوافالرؤوس
7مكعب{4,3}{4}6128
[2]المجسم الثماني{3,4}{3}8126
[4]مكعب مُقوَّم، ثماني السطوح مُقوَّم ( مكعب ثماني السطوح ){4,3}{4}{3}142412
8مكعب مقطوعt 0,1 {4,3}=t{4,3}{8}{3}143624
[5]ثماني السطوح المقطوعt 0,1 {3,4}=t{3,4}{4}{6}143624
9مكعب ذو نقوش بارزة، ثماني السطوح ذو نقوش بارزة، مكعب ثماني السطوح معينيt 0,2 {4,3}=rr{4,3}{4}{4}{3}264824
10مكعب مقطوع بالكامل، ثماني السطوح مقطوع بالكامل، مكعب ثماني السطوح مقطوعt 0,1,2 {4,3}=tr{4,3}{8}{4}{6}267248
[6]ثماني السطوح المقطوع (نفس شكل عشروني السطوح )= s{3,4}=sr{3,3}{3}{3}203012
[1]نصف مكعب (مثل رباعي الأوجه )= h{4,3}={3,3}1 / 2 {3}464
[2]مكعب كانتيك (نفس رباعي الأوجه المقطوع )= h 2 {4,3}=t{3,3}1 / 2 {6}1 / 2 {3}81812
[4](نفس شكل المكعب الثماني الأوجه )= rr{3,3}142412
[5](نفس شكل ثماني السطوح المقطوع )= tr{3,3}143624
[9]ثماني السطوح كانتيكي (نفس شكل ثماني السطوح المعيني المكعب )s 2 {3,4}=rr{3,4}264824
11مكعب ثماني الأوجه قصيرsr{4,3}{4}2 {3}{3}386024

(5 3 2) I h تناظر عشريني الوجوه

يُنتج التناظر العشري الوجوه للكرة 7 أشكال متعددة الوجوه منتظمة، وشكلًا إضافيًا واحدًا بالتناوب. يتكرر شكل واحد فقط من جدول التناظر الرباعي الوجوه والثماني الوجوه المذكور أعلاه.

يُمثَّل التناظر العشري الوجوه بمثلث أساسي (5 3 2) مع احتساب الانعكاسات عند كل رأس. ويمكن تمثيله أيضًا بمجموعة كوكسيتر G 2 أو [5,3] ، بالإضافة إلى مخطط كوكسيتر .

يوجد 120 مثلثًا، مرئية في أوجه المجسم ثلاثي الأضلاع ثنائي الأبعاد ، وفي المثلثات ذات الألوان المتناوبة على الكرة:

8اسمالرسم البياني (أ 2 ) [6]الرسم البياني (H 3 ) [10]صورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [5] (12)المركز 1 [2] (30)الموضع 0 [3] (20)وجوهالحوافالرؤوس
12مجسم ذو اثني عشر وجهًا{5,3}{5}123020
[6]المجسم العشري الوجوه{3,5}{3}203012
13مجسم ذو اثني عشر وجهًا مُعدَّل، مجسم ذو عشرين وجهًا مُعدَّل، مجسم ذو عشرين اثني عشر وجهًاt 1 {5,3}=r{5,3}{5}{3}326030
14مجسم ذو اثني عشر وجهًا مبتورًاt 0,1 {5,3}=t{5,3}{10}{3}329060
15مجسم عشروني الوجوه مقطوعt 0,1 {3,5}=t{3,5}{5}{6}329060
16مجسم ذو اثني عشر وجهًا مزخرفًا، مجسم ذو عشرين وجهًا مزخرفًا، مجسم ذو عشرين وجهًا معينيًا مزخرفًا.t 0,2 {5,3}=rr{5,3}{5}{4}{3}6212060
17مجسم ذو اثني عشر وجهًا مقطوعًا بالكامل، مجسم ذو عشرين وجهًا مقطوعًا بالكامل، مجسم ذو عشرين اثني عشر وجهًا مقطوعًاt 0,1,2 {5,3}=tr{5,3}{10}{4}{6}62180120
18مجسم ذو عشرين وجهًا قصيرًاsr{5,3}{5}2 {3}{3}9215060

(p 2 2) عائلة المنشور [p,2]، I 2 (p) (تناظر ثنائي السطوح D p h )

يؤدي التناظر ثنائي السطوح للكرة إلى توليد مجموعتين لانهائيتين من متعددات السطوح المنتظمة، وهي الموشورات والموشورات المضادة، ومجموعتين لانهائيتين أخريين من متعددات السطوح المنحلة، وهي المجسمات المتماثلة والمجسمات ثنائية السطوح التي توجد على شكل تبليط على الكرة.

يُمثَّل التناظر ثنائي السطوح بمثلث أساسي (p 2 2) مع حساب المرايا عند كل رأس. ويمكن تمثيله أيضًا بمجموعة كوكسيتر I 2 (p) أو [n,2] ، بالإضافة إلى مخطط كوكسيتر المنشوري .

فيما يلي أول خمسة تناظرات ثنائية السطوح: D 2 ... D 6. التناظر ثنائي السطوح D p له رتبة 4n ، ويمثل أوجه الهرم المزدوج ، وعلى الكرة كخط استوائي على خط الطول، و n خطوط طول متساوية التباعد.

(2 2 2) تناظر ثنائي السطوح

هناك 8 مثلثات أساسية، تظهر في أوجه الهرم المربع (ثماني الأوجه) ومثلثات ملونة بالتناوب على الكرة:

8اسمصورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
الموضع 2 [2] (2)الموضع 1 [2] (2)الموضع 0 [2] (2)وجوهالحوافالرؤوس
D 2 H 2ثنائي السطوح Digonal ، هوسوهيدرون Digonal{2,2}{2}222
د 4ثنائي السطوح المقطوع (نفس ثنائي السطوح المربع )t{2,2}={4,2}{4}244
ص 4 [7]ثنائي السطوح المقطوع بالكامل (نفس المكعب )t 0,1,2 {2,2}=tr{2,2}{4}{4}{4}6128
أ 2 [1]ثنائي السطوح المقطوع (نفس رباعي السطوح )sr{2,2}2 {3}464

(3 2 2) تماثل ثنائي السطوح D 3h

يوجد 12 مثلثًا أساسيًا، تظهر في أوجه الهرم المزدوج السداسي ، ومثلثات ملونة بالتناوب على الكرة:

8اسمصورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
الموضع 2 [3] (2)الموضع 1 [2] (3)الموضع 0 [2] (3)وجوهالحوافالرؤوس
د 3ثنائي السطوح الثلاثي{3,2}{3}233
H 3مجسم ثلاثي الأضلاع{2,3}{2}332
د 6ثنائي السطوح ثلاثي الأضلاع المقطوع (نفس ثنائي السطوح سداسي الأضلاع )t{3,2}{6}266
الصفحة 3مجسم ثلاثي الأضلاع مقطوع ( منشور ثلاثي )t{2,3}{3}{4}596
ص 6ثنائي السطوح ثلاثي الأضلاع مقطوع بالكامل ( منشور سداسي )t 0,1,2 {2,3}=tr{2,3}{6}{4}{4}81812
أ 3 [2]ثنائي السطوح المثلثي المقطوع (نفس المنشور المثلثي المضاد ) (نفس ثماني السطوح )sr{2,3}{3}2 {3}8126
الصفحة 3ثنائي السطوح المثلثي المقطوع ( منشور مثلثي )s 2 {2,3}=t{2,3}596

(4 2 2) D 4h تناظر ثنائي السطوح

يوجد 16 مثلثًا أساسيًا، تظهر في أوجه الهرم الثنائي المثمن ، ومثلثات ملونة بالتناوب على الكرة:

8اسمصورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [4] (2)المركز 1 [2] (4)الموضع 0 [2] (4)وجوهالحوافالرؤوس
د 4ثنائي السطوح المربع{4,2}{4}244
H 4مجسم مربع ذو وجهين{2,4}{2}442
د 8ثنائي السطوح المربع المقطوع (نفس ثنائي السطوح الثماني )t{4,2}{8}288
ص 4 [7]مجسم مربع مقطوع ( مكعب )t{2,4}{4}{4}6128
د 8ثنائي السطوح المربع المقطوع بالكامل ( منشور ثماني الأضلاع )t 0,1,2 {2,4}=tr{2,4}{8}{4}{4}102416
أ 4ثنائي السطوح المربع المقطوع ( منشور مربع مضاد )sr{2,4}{4}2 {3}10168
ص 4 [7]ثنائي السطوح المربع المقطوع ( المكعب )s 2 {4,2}=t{2,4}6128
أ 2 [1]مجسم رباعي الأوجه مربع مقطوع ( منشور ثنائي مضاد ) ( هرم رباعي الأوجه )s{2,4}=sr{2,2}464

(5 2 2) D 5h تناظر ثنائي السطوح

يوجد 20 مثلثًا أساسيًا، تظهر في أوجه الهرم العشري ، ومثلثات ملونة بالتناوب على الكرة:

8اسمصورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [5] (2)المركز 1 [2] (5)الموضع 0 [2] (5)وجوهالحوافالرؤوس
د 5ثنائي السطوح الخماسي{5,2}{5}255
H 5مجسم خماسي الأضلاع{2,5}{2}552
D 10ثنائي السطوح الخماسي المبتور (نفس ثنائي السطوح العشري )t{5,2}{10}21010
ص 5مجسم خماسي مقطوع (يشبه المنشور الخماسي )t{2,5}{5}{4}71510
صفحة 10ثنائي السطوح الخماسي المقطوع ( منشور عشري )t 0,1,2 {2,5}=tr{2,5}{10}{4}{4}123020
5ثنائي السطوح الخماسي المقطوع ( منشور خماسي مضاد )sr{2,5}{5}2 {3}122010
ص 5ثنائي السطوح الخماسي المقطوع ( منشور خماسي )s 2 {5,2}=t{2,5}71510

(6 2 2) D تناظر ثنائي السطوح 6h

يوجد 24 مثلثًا أساسيًا، مرئية في أوجه الهرم الثنائي ذي الاثني عشر ضلعًا ، ومثلثات ملونة بالتناوب على الكرة.

8اسمصورةتبليطشكل الرأسرموز كوكسيتر وشلافليعدد الوجوه حسب الموقععدد العناصر
المركز 2 [6] (2)المركز 1 [2] (6)الموضع 0 [2] (6)وجوهالحوافالرؤوس
د 6ثنائي السطوح سداسي{6,2}{6}266
H 6مجسم سداسي الأضلاع{2,6}{2}662
د ١٢ثنائي السطوح سداسي مقطوع (يشبه ثنائي السطوح ذو الاثني عشر ضلعًا )t{6,2}{12}21212
H 6مجسم سداسي مقطوع (يشبه المنشور السداسي )t{2,6}{6}{4}81812
ص 12ثنائي السطوح سداسي مقطوع بالكامل ( منشور ذو اثني عشر ضلعًا )t 0,1,2 {2,6}=tr{2,6}{12}{4}{4}143624
أ 6ثنائي السطوح سداسي الشكل ( منشور سداسي مضاد )sr{2,6}{6}2 {3} 142412
الصفحة 3ثنائي السطوح السداسي الكانتيكي ( منشور مثلثي )= h 2 {6,2}=t{2,3}596
ص 6ثنائي السطوح السداسي المقطوع ( منشور سداسي )s 2 {6,2}=t{2,6}81812
أ 3 [2]مجسم سداسي مقطوع (يشبه المنشور المثلثي المضاد ) (يشبه المجسم الثماني الأوجه )s{2,6}=sr{2,3}8126

مشغلو الإنشاءات في شركة ويثوف

عمليةرمزمخطط كوكسيتروصف
أحد الوالدين{p,q} t 0 {p,q}أي متعدد السطوح منتظم أو تبليط
مُصحَّح (r)r{p,q} t 1 {p,q}تُقطع الحواف بالكامل إلى نقاط مفردة. يمتلك المجسم الآن الوجوه المدمجة للمجسم الأصلي والمجسم الثنائي. تُسمى المجسمات بعدد أضلاع الشكلين المنتظمين: {p,q} و {q,p}، مثل المكعب الثماني الأوجه لـ r{4,3} بين المكعب والثماني الأوجه.
ثنائي التوجيه (2r) (وأيضًا ثنائي )2r{p,q} t 2 {p,q}
يُعدّ الشكل المُصحّح (المُزدوج) عملية اقتطاع إضافية تُختزل فيها الأوجه الأصلية إلى نقاط. تتشكل أوجه جديدة أسفل كل رأس أصلي. يبقى عدد الحواف دون تغيير، وتُدار بزاوية 90 درجة. يُمكن اعتبار الشكل المُصحّح بمثابة الشكل المُزدوج.
مختصر (t)t{p,q} t 0,1 {p,q}يتم قطع كل رأس أصلي، ويملأ الفراغ وجه جديد. للقطع درجة حرية واحدة، ولها حل واحد ينتج عنه متعدد سطوح مقطوع منتظم. يتضاعف عدد أضلاع متعدد السطوح الأصلي، ويحتوي على أوجه المجسم الثنائي.
مُقتطع ثنائي (2t) (وأيضًا مُقتطع ثنائي)2t{p,q} t 1,2 {p,q}يمكن اعتبار القطع الثنائي بمثابة قطع للثنائي. المكعب المقطوع ثنائياً هو ثماني السطوح مقطوع.
مُقَفّى (rr) ( مُوسّع أيضًا )rr{p,q}إضافةً إلى اقتطاع الرؤوس، تُشطَّف كل حافة أصلية، وتظهر وجوه مستطيلة جديدة مكانها. يُمثِّل الكانتيليشن المنتظم نقطة وسطية بين الشكل الأصلي والشكل الثنائي. يُسمى متعدد السطوح المُقنَّش بـ rhombi-r{p,q}، مثل rhombicuboctahedron لـ rr{4,3}.
مختصر (tr) (وأيضًا مختصر بالكامل )tr{p,q} t 0,1,2 {p,q}يتم تطبيق عمليات القطع والحذف معًا لإنشاء شكل مقطوع بالكامل حيث تكون أوجه الأصل مضاعفة في الجوانب، وأوجه الثنائي مضاعفة في الجوانب، ومربعات حيث كانت الحواف الأصلية موجودة.
عمليات التناوب
عمليةرمزمخطط كوكسيتروصف
تم تصحيح الانحناء (sr)sr{p,q}الشكل المتناوب المقطوع جزئيًا. تنتهي جميع الأوجه الأصلية بنصف عدد الأضلاع، وتتحول المربعات إلى حواف. ولأن الأشكال المقطوعة كليًا لها 3 أوجه/رأس، تتشكل مثلثات جديدة. عادةً ما تتعرض هذه الأشكال المتناوبة ذات الأوجه لتشويه طفيف بعد ذلك لتنتهي مرة أخرى كمجسمات متعددة الأوجه منتظمة. تعتمد إمكانية هذا التباين الأخير على درجة الحرية.
مانع (مانعات)s{p,2q}الاقتطاع المتناوب
ترنيمة الرفض (s 2 )s 2 {p,2q}
الترتيل المتناوب (hrr)hrr{2p,2q}لا يمكن ذلك إلا في التبليطات المنتظمة (المجسمات المتعددة الأوجه اللانهائية)، بتناوب على سبيل المثال،
نصف (ح)h{2p,q}تناوب ، كما هو
كانتيك (ح 2 )h 2 {2p,q}نفس الشيء
نصف مصحح (ساعة)hr{2p,2q}ممكن فقط في التبليطات المنتظمة (المجسمات المتعددة الأوجه اللانهائية)، تناوب ، نفس أو على سبيل المثال، = أو
ربع (q)q{2p,2q}لا يمكن ذلك إلا في التبليطات المنتظمة (المجسمات المتعددة الأوجه اللانهائية)، كما هو الحال في المثال، = أو

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع

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 منتظم 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