Списки равномерных мозаик на сфере, плоскости и гиперболической плоскости - Lists of uniform tilings on the sphere, plane, and hyperbolic plane - Wikipedia
В геометрия, многие однородные мозаики на сфере, евклидовой плоскости и гиперболической плоскости могут быть составлены с помощью Строительство Wythoff внутри фундаментального треугольника (p q r), определяемого внутренними углами как π / p, π / q и π / r. Частные случаи - прямоугольные треугольники (p q 2). Равномерные решения строятся одной образующей точкой с 7 позициями внутри фундаментального треугольника, 3 углами, вдоль 3 ребер и внутренней частью треугольника. Все вершины существуют в генераторе или его отраженной копии. Между образующей точкой и ее изображением в зеркале существуют края. Существует до 3 типов граней с центрами в углах основного треугольника. Области прямоугольных треугольников могут иметь всего 1 тип граней, образующих правильные формы, в то время как общие треугольники имеют как минимум 2 типа треугольников, что в лучшем случае приводит к квазирегулярной мозаике.
Существуют разные обозначения для выражения этих однородных решений: Символ Wythoff, Диаграмма Кокстера, и t-запись Кокстера.
Простые плитки генерируются Треугольники Мебиуса с целыми числами p, q, r, а Треугольники Шварца разрешить рациональные числа p, q, r и разрешить звездный многоугольник грани и имеют перекрывающиеся элементы.
7 точек генератора
Семь точек генератора с каждым набором (и несколько специальных форм):
Общий | Правый треугольник (r = 2) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Описание | Wythoff символ | Вершина конфигурация | Coxeter диаграмма | Wythoff символ | Вершина конфигурация | Schläfli символ | Coxeter диаграмма | |
обычный и квазирегулярный | q | п р | (п.р)q | q | п 2 | пq | {p, q} | |||
п | q r | (q.р)п | п | q 2 | qп | {q, p} | ||||
р | p q | (q.п)р | 2 | p q | (q.п)² | г {р, д} | т1{p, q} | |||
усеченный и расширенный | q r | п | q 2 | п | т {р, д} | т0,1{p, q} | ||||
п р | q | п 2 | q | п. 2q.2q | т {д, р} | т0,1{q, p} | ||||
p q | р | p q | 2 | рр {р, q} | т0,2{p, q} | |||||
ровный | p q r | | p q 2 | | tr {p, q} | т0,1,2{p, q} | ||||
p q (r s) | | - | п 2 (r s) | | 2п.4.-2п.4/3 | - | ||||
пренебрежительно | | p q r | | p q 2 | sr {p, q} | |||||
| p q r s | - | - | - | - |
Есть три особых случая:
- - Это смесь и , содержащий только лица, общие для обоих.
- - Прямоугольные формы (чередующиеся) обозначаются этим неиспользуемым в противном случае символом.
- - Уникальная курносая форма для U75 это не конструктивно Уайтхофф.
Треугольники симметрии
Имеется 4 класса симметрии отражения на сфера, и три в Евклидова плоскость. Некоторые из бесконечно много такие модели в гиперболическая плоскость также перечислены. (Увеличение любого из чисел, определяющих гиперболическое или евклидово замощение, приводит к другому гиперболическому замощению.)
Группы точек:
- (стр 2 2) двугранная симметрия, (порядок )
- (3 3 2) тетраэдрическая симметрия (заказ 24)
- (4 3 2) октаэдрическая симметрия (заказ 48)
- (5 3 2) икосаэдрическая симметрия (заказ 120)
Евклидовы (аффинные) группы:
- (4 4 2) * 442 симметрия: Треугольник 45 ° -45 ° -90 °
- (6 3 2) *632 симметрия: Треугольник 30 ° -60 ° -90 °
- (3 3 3) *333 симметрия: Треугольник 60 ° -60 ° -60 °
Гиперболические группы:
- (7 3 2) *732 симметрия
- (8 3 2) *832 симметрия
- (4 3 3) *433 симметрия
- (4 4 3) *443 симметрия
- (4 4 4) *444 симметрия
- (5 4 2) *542 симметрия
- (6 4 2) *642 симметрия
- ...
Двугранный сферический | Сферический | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
D2ч | D3ч | D4ч | D5ч | D6ч | Тd | Очас | ячас |
*222 | *322 | *422 | *522 | *622 | *332 | *432 | *532 |
(2 2 2) | (3 2 2) | (4 2 2) | (5 2 2) | (6 2 2) | (3 3 2) | (4 3 2) | (5 3 2) |
Указанные выше группы симметрии включают только целочисленные решения на сфере. Список треугольников Шварца включает рациональные числа и определяет полный набор решений невыпуклые равномерные многогранники.
p4m | p3m | p6m |
---|---|---|
*442 | *333 | *632 |
(4 4 2) | (3 3 3) | (6 3 2) |
*732 | *542 | *433 |
---|---|---|
(7 3 2) | (5 4 2) | (4 3 3) |
В приведенных выше мозаиках каждый треугольник представляет собой фундаментальную область, раскрашенную четными и нечетными отражениями.
Сводные сферические, евклидовы и гиперболические мозаики
Ниже приведены избранные мозаики, созданные конструкцией Wythoff.
Сферические мозаики (р = 2)
(p q 2) | Родитель | Усеченный | Исправленный | Bitruncated | Двунаправленный (двойной) | Собранный | Усеченный (Усеченный) | Курносый |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Wythoff символ | q | п 2 | 2 q | п | 2 | p q | 2 п | q | p | q 2 | p q | 2 | p q 2 | | | p q 2 |
Schläfli символ | ||||||||
{p, q} | т {р, д} | г {р, д} | т {д, р} | {q, p} | рр {р, q} | tr {p, q} | sr {p, q} | |
т0{p, q} | т0,1{p, q} | т1{p, q} | т1,2{p, q} | т2{p, q} | т0,2{p, q} | т0,1,2{p, q} | ||
Coxeter диаграмма | ||||||||
Фигура вершины | пq | q.2p.2p | (p.q)2 | п. 2 кв. 2 кв. | qп | п. 4.q.4 | 4.2p.2q | 3.3.стр. 3.q |
(3 3 2) | {3,3} | (3.6.6) | (3.3a.3.3a) | (3.6.6) | {3,3} | (3a.4.3b.4) | (4.6a.6b) | (3.3.3a.3.3b) |
(4 3 2) | {4,3} | (3.8.8) | (3.4.3.4) | (4.6.6) | {3,4} | (3.4.4a.4) | (4.6.8) | (3.3.3a.3.4) |
(5 3 2) | {5,3} | (3.10.10) | (3.5.3.5) | (5.6.6) | {3,5} | (3.4.5.4) | (4.6.10) | (3.3.3a.3.5) |
Некоторые перекрывающиеся сферические мозаики (р = 2)
- Для получения более полного списка, включая случаи, когда р ≠ 2, см. Список равномерных многогранников треугольником Шварца.
Плитки показаны как многогранники. Некоторые формы являются вырожденными, они указаны в скобках для фигуры вершин, с перекрывающимися ребрами или вершинами.
(p q 2) | Фонд. треугольник | Родитель | Усеченный | Исправленный | Bitruncated | Двунаправленный (двойной) | Собранный | Усеченный (Усеченный) | Курносый |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Символ Wythoff | q | п 2 | 2 q | п | 2 | p q | 2 п | q | p | q 2 | p q | 2 | p q 2 | | | p q 2 | |
Символ Шлефли | |||||||||
{p, q} | т {р, д} | г {р, д} | т {д, р} | {q, p} | рр {р, q} | tr {p, q} | sr {p, q} | ||
т0{p, q} | т0,1{p, q} | т1{p, q} | т1,2{p, q} | т2{p, q} | т0,2{p, q} | т0,1,2{p, q} | |||
Диаграмма Кокстера – Дынкина | |||||||||
Фигура вершины | пq | (q.2p.2p) | (p.q.p.q) | (стр. 2q. 2q) | qп | (стр. 4.q.4) | (4.2p.2q) | (3.3.п. 3.q) | |
Икосаэдр (5/2 3 2) | {3,5/2} | (5/2.6.6) | (3.5/2)2 | [3.10/2.10/2] | {5/2,3} | [3.4.5/2.4] | [4.10/2.6] | (3.3.3.3.5/2) | |
Икосаэдр (5 5/2 2) | {5,5/2} | (5/2.10.10) | (5/2.5)2 | [5.10/2.10/2] | {5/2,5} | (5/2.4.5.4) | [4.10/2.10] | (3.3.5/2.3.5) |
Двугранная симметрия (q = р = 2)
Сферические мозаики с двугранная симметрия существуют для всех многие с Digon грани, которые становятся вырожденными многогранниками. Две из восьми форм (ректифицированная и кантилляционная) являются копиями и пропущены в таблице.
(стр 2 2) Фундаментальный домен | Родитель | Усеченный | Bitruncated (усеченное двойное) | Двунаправленный (двойной) | Усеченный (Усеченный) | Курносый | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Расширенный Символ Шлефли | |||||||||
{p, 2} | т {р, 2} | т {2, р} | {2, п} | tr {p, 2} | ст {р, 2} | ||||
т0{p, 2} | т0,1{p, 2} | т1,2{p, 2} | т2{p, 2} | т0,1,2{p, 2} | |||||
Символ Wythoff | 2 | п 2 | 2 2 | п | 2 п | 2 | p | 2 2 | п 2 2 | | | стр 2 2 | |||
Диаграмма Кокстера – Дынкина | |||||||||
Фигура вершины | p² | (2.2p. 2p) | (4.4.p) | 2п | (4.2p.4) | (3.3.стр.3) | |||
(2 2 2) V2.2.2 | {2,2} | 2.4.4 | 4.4.2 | {2,2} | 4.4.4 | 3.3.3.2 | |||
(3 2 2) V3.2.2 | {3,2} | 2.6.6 | 4.4.3 | {2,3} | 4.4.6 | 3.3.3.3 | |||
(4 2 2) V4.2.2 | {4,2} | 2.8.8 | 4.4.4 | {2,4} | 4.4.8 | 3.3.3.4 | |||
(5 2 2) V5.2.2 | {5,2} | 2.10.10 | 4.4.5 | {2,5} | 4.4.10 | 3.3.3.5 | |||
(6 2 2) V6.2.2 | {6,2} | 2.12.12 | 4.4.6 | {2,6} | 4.4.12 | 3.3.3.6 | |||
... |
Евклидовы и гиперболические мозаики (р = 2)
Даны некоторые репрезентативные гиперболические мозаики, которые показаны как Диск Пуанкаре проекция.
Евклидовы и гиперболические мозаики (р > 2)
В Диаграмма Кокстера – Дынкина дается в линейной форме, хотя на самом деле это треугольник с конечным сегментом r, соединяющимся с первым узлом.
Смотрите также
- Правильный многогранник
- Правильный многогранник
- Список однородных мозаик
- Равномерные мозаики в гиперболической плоскости
- Список равномерных многогранников
- Список равномерных многогранников треугольником Шварца
Рекомендации
- Coxeter Правильные многогранники, Третье издание, (1973), Дуврское издание, ISBN 0-486-61480-8 (Глава V: Калейдоскоп, Раздел: 5.7 Конструкция Витхоффа)
- Coxeter Красота геометрии: двенадцать эссе, Dover Publications, 1999 г., ISBN 0-486-40919-8 (Глава 3: Конструкция Витхоффа для однородных многогранников)
- Coxeter, Лонге-Хиггинс, Миллер, Равномерные многогранники, Фил. Пер. 1954, 246 А, 401–50.
- Веннингер, Магнус (1974). Модели многогранников. Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-09859-9. С. 9–10.
внешняя ссылка
- Вайсштейн, Эрик В. "Символ Wythoff". MathWorld.
- Символ Wythoff
- Символ Wythoff[постоянная мертвая ссылка ]
- Апплет Грега Игана для отображения однородных многогранников с использованием метода построения Уайтхоффа
- Рендеринг метода построения Wythoff методом Shadertoy
- KaleidoTile 3 Бесплатное образовательное программное обеспечение для Windows от Джеффри Уикс это привело к появлению многих изображений на странице.
- Люк, Дон. «Гиперболические плоские мозаики».
В эту статью включены материалы по математике. список списков. |