stringtranslate.com

Фаска (геометрия)

Куб без фаски, слегка с фаской и с фаской
Исторические модели кристаллов Платоновых тел со слегка скошенными краями

В геометрии , скашивание или усечение ребра — это топологический оператор, который преобразует один многогранник в другой. Он похож на расширение : он раздвигает грани (наружу) и добавляет новую грань между каждыми двумя соседними гранями; но в отличие от расширения, он сохраняет исходные вершины . (Эквивалентно: он разделяет грани, уменьшая их, и добавляет новую грань между каждыми двумя соседними гранями; но он только перемещает вершины внутрь.) Для многогранника эта операция добавляет новую шестиугольную грань вместо каждого исходного ребра .

В нотации многогранников Конвея снятие фаски обозначается буквой «c». Многогранник с e ребрами будет иметь скошенную форму, содержащую 2 e новых вершин, 3 e новых ребра и e новых шестиугольных граней.

Платоновы тела с фаской

В главах ниже подробно описаны фаски пяти Платоновых тел . Каждая из них показана в равносторонней версии, где все ребра имеют одинаковую длину, и в канонической версии, где все ребра касаются одной и той же средней сферы . (Они выглядят заметно по-разному только для тел, содержащих треугольники.) Показанные двойственные многогранники являются двойственными к каноническим версиям.

Тетраэдр с фаской

Тетраэдр с фаской или альтернативно усеченный куб представляет собой выпуклый многогранник, построенный:

При определенной глубине скоса/усечения все (конечные) ребра cT имеют одинаковую длину; тогда шестиугольники являются равносторонними , но не правильными .

Двойственным тетраэдру с фаской является чередующийся триакистетраэдр.

cT — многогранник Голдберга GP III (2,0) или {3+,3} 2,0 , содержащий треугольные и шестиугольные грани.

Усеченный тетраэдр выглядит аналогично, но его шестиугольники соответствуют 4 граням, а не 6 ребрам желтого тетраэдра, т.е. 4 вершинам, а не 6 ребрам красного тетраэдра.
Исторические рисунки усеченного тетраэдра и слегка скошенного тетраэдра. [1]

Куб со скошенной кромкой

Куб с фаской строится как фаска куба : квадраты уменьшаются в размере, а новые грани, шестиугольники, добавляются вместо всех исходных ребер. cC — это выпуклый многогранник с 32 вершинами, 48 ребрами и 18 гранями: 6 конгруэнтных (и правильных) квадратов и 12 конгруэнтных сплющенных шестиугольников.
Для определенной глубины фаски все (конечные) ребра куба с фаской имеют одинаковую длину; тогда шестиугольники являются равносторонними , но не правильными . Они являются конгруэнтными попеременно усеченными ромбами , имеют 2 внутренних угла и 4 внутренних угла, в то время как правильный шестиугольник имел бы все внутренние углы.

cC также неточно называют усеченным ромбическим додекаэдром , хотя это название скорее предполагает ромбокубооктаэдр . cC можно более точно назвать тетраусеченным ромбическим додекаэдром , поскольку усечены только вершины (6) порядка 4 ромбического додекаэдра .

Двойственным кубу с фаской является тетракискубооктаэдр .

Поскольку все грани cC имеют четное число сторон и центрально симметричны , он является зоноэдром :

Куб со скошенной кромкой (3 зоны показаны тремя цветами для их шестиугольников — каждый квадрат находится в 2 зонах —.)

Куб с фаской также является многогранником Голдберга GP IV (2,0) или {4+,3} 2,0 , содержащим квадратные и шестиугольные грани.

cC — это сумма Минковского ромбододекаэдра и куба с длиной ребра 1, когда восемь вершин ромбододекаэдра третьего порядка находятся в , а его шесть вершин четвертого порядка находятся в перестановках

Топологический эквивалент скошенного куба , но с пиритоэдрической симметрией и прямоугольными гранями, может быть построен путем скашивания осевых ребер пиритоэдра . Это происходит в кристаллах пирита .

Усеченный октаэдр выглядит аналогично, но его шестиугольники соответствуют 8 граням, а не 12 ребрам октаэдра, т.е. 8 вершинам, а не 12 ребрам куба.

Октаэдр со скошенной гранью

В геометрии октаэдр с фаской — это выпуклый многогранник, образованный усечением 8 вершин порядка 3 ромбического додекаэдра . Эти усеченные вершины становятся конгруэнтными равносторонними треугольниками, а исходные 12 ромбических граней становятся конгруэнтными сплющенными шестиугольниками.
Для определенной глубины усечения все (конечные) ребра cO имеют одинаковую длину; тогда шестиугольники являются равносторонними , но не правильными .

Скошенный октаэдр можно также назвать триусеченным ромбическим додекаэдром .

Двойственным к cO является триакискубооктаэдр.

Исторические чертежи ромбододекаэдра и слегка скошенного октаэдра
Исторические модели триакискубооктаэдра и слегка скошенного октаэдра

Додекаэдр с фаской

Фасованный додекаэдр — это выпуклый многогранник с 80 вершинами, 120 ребрами и 42 гранями: 12 конгруэнтных правильных пятиугольников и 30 конгруэнтных сплющенных шестиугольников.
Он построен как фаска правильного додекаэдра . Пятиугольники уменьшены в размере, и новые грани, сплющенные шестиугольники, добавлены на место всех исходных ребер. Для определенной глубины скашивания все (конечные) ребра cD имеют одинаковую длину; тогда шестиугольники являются равносторонними , но не правильными.

cD также неточно называют усеченным ромбическим триаконтаэдром , хотя это название скорее предполагает ромбоикосододекаэдр . cD может быть более точно назван пентаусеченным ромбическим триаконтаэдром , потому что усечены только вершины (12) порядка 5 ромбического триаконтаэдра.

Двойственным к додекаэдру с фаской является пентакисикосододекаэдр .

cD — многогранник Голдберга GP V (2,0) или {5+,3} 2,0 , содержащий пятиугольные и шестиугольные грани.

Усеченный икосаэдр выглядит аналогично, но его шестиугольники соответствуют 20 граням, а не 30 ребрам икосаэдра, т.е. 20 вершинам, а не 30 ребрам додекаэдра.

Икосаэдр с фаской

В геометрии скошенный икосаэдр — это выпуклый многогранник, образованный усечением 20 вершин порядка 3 ромбического триаконтаэдра . Шестиугольные грани cI можно сделать равносторонними , но не правильными , с определенной глубиной усечения.

Скошенный икосаэдр можно также назвать триусеченным ромбическим триаконтаэдром .

Двойственным к cI является триакисикосододекаэдр.

Правильная плитка с фаской

Связь с многогранниками Голдберга

Операция фаски, применяемая последовательно, создает все большие многогранники с новыми гранями, шестиугольными, заменяющими ребра текущего. Оператор фаски преобразует GP(m,n) в GP(2m,2n).

Правильный многогранник GP(1,0) создает последовательность многогранников Голдберга : GP(1,0), GP(2,0), GP(4,0), GP(8,0), GP(16,0)...

Усеченный октаэдр или усеченный икосаэдр , GP(1,1), создает последовательность Голдберга: GP(1,1), GP(2,2), GP(4,4), GP(8,8)...

Усеченный тетракисгексаэдр или пентакисдодекаэдр , GP(3,0) , создает последовательность Голдберга: GP(3,0), GP(6,0), GP(12,0)...

Фасованные многогранники и соты

Как и операцию расширения, фаску можно применить к любому размеру.

Для многоугольников это утроит количество вершин. Пример:

Скошенный квадрат
(см. также предыдущую версию этого рисунка).

Для полихоры новые ячейки создаются вокруг исходных краев. Ячейки — это призмы, содержащие две копии исходной грани, с пирамидами, добавленными к сторонам призмы. [что-то может быть не так в этом отрывке]

Смотрите также

Ссылки

  1. Spencer 1911, стр. 575 или стр. 597 на Wikisource, КРИСТАЛЛОГРАФИЯ, 1. КУБИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ТЕТРАЭДРИЧЕСКИЙ КЛАСС, ФИГ. 30 и 31.
  2. ^ "C80 Isomers". Архивировано из оригинала 2014-08-12 . Получено 2014-08-09 .

Источники

Внешние ссылки