等边图形
在几何学中,等边或称边可递是指所有边都相等的几何图形,同时其对称性可以在其边上传递。通俗地说,这意味着这个几何结构中只有一种类型的边,同时在这个立体上任选两个边,并透过平移、旋转或镜射等变换将一边变换到另一个边的位置时,其仍占有相同的空间区域。
边可递多边形
[编辑]边可递多边形是偶数边数的等边多边形。并非所有等边多边形都是边可递多边形。边可递多边形的对偶多边形是等角多边形。[1]
通常边可递2n边形具有Dn (*nn)的二面体群对称性。[2]例如菱形是一种边可递多边形,并具备D2 (*22)的二面体群对称性。[2]所有正多边形都是边可递多边形[3]:48,并具有2倍的最小对称性阶数:正n边形具有Dn (*nn)的二面体群对称性。
边可递2n边形可以用符号{nα}来表示,其中α代表最外侧的内角。第二外侧的内角β可能大于或小于180度。星形多边形也可以是边可递多边形,其可以用符号{(n/q)α}来表示,其中q<n-1且n和q互素(gcd(n,q)=1),而q代表转数或密度[4]。
边数 (2n) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
{nα} 凸 β<180 凹 β>180 |
{2α} |
{3α} |
{4α} |
{5α} |
{6α} |
{7α} |
{8α} |
2转 {(n/2)α} |
-- | {(3/2)α} |
2{2α} |
{(5/2)α} |
2{3α} |
{(7/2)α} |
2{4α} |
3转 {(n/3)α} |
-- | -- | {(4/3)α} |
{(5/3)α} |
3{2α} |
{(7/3)α} |
{(8/3)α} |
4转 {(n/4)α} |
-- | -- | -- | {(5/4)α} |
2{(3/2)α} |
{(7/4)α} |
4{2α} |
5转 {(n/5)α} |
-- | -- | -- | -- | {(6/5)α} |
{(7/5)α} |
{(8/5)α} |
6转 {(n/6)α} |
-- | -- | -- | -- | -- | {(7/6)α} |
2{(4/3)α} |
7转 {(n/7)α} |
-- | -- | -- | -- | -- | -- | {(8/7)α} |
边可递多面体与镶嵌
[编辑]所有正多面体都具备等面(面可递)、等边(边可递)和等角(点可递)的特性[5]。
拟正多面体或拟正镶嵌图,例如截半立方体和截半二十面体,其同时具备了等角(点可递)与等边(边可递)的特性,但不具备等面(面可递)的特性。[6][7]其对偶多面体,如菱形十二面体和菱形三十面体具备等面与等边的特性,而不具备等角的特性。
拟正 多面体 |
对偶拟正 多面体 |
拟正 星形多面体 |
对偶拟正 星形多面体 |
拟正 镶嵌图 |
对偶拟正 镶嵌图 |
---|---|---|---|---|---|
截半立方体具备等角与等边的特性 |
菱形十二面体具备等面与等边的特性 |
大截半二十面体为具备等角与等边特性的星形多面体 |
大菱形三十面体为具备等面与等边特性的星形多面体 |
截半六边形镶嵌为具备等角与等边特性的镶嵌图 |
菱形镶嵌为具备等面与等边特性的镶嵌图 |
并非所有由正多边形组成的多面体或镶嵌都是边可递的,就算他所有边都等长,也可能因为边的相邻面不同(棱的组成不同)而导致其不满足边可递的特性。例如截角二十面体(足球的形状)就不满足边可递的特性,因为它具有两种类型的边:六边形-六边形公共边和六边形-五边形公共边,并且立体的对称性不允许将六边形-六边形边移动到六边形-五边形边。
边可递多面体所有棱的二面角皆相等。
凸多面体的对偶多面体仍为凸多面体[8];非凸多面体的对偶多面体也仍为非凸多面体[8];边可递多面体的对偶多面体亦仍为边可递多面体。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Guy, R.K. and Woodrow, R.E. The Lighter Side of Mathematics: Proceedings of the Eugene Strens Memorial Conference on Recreational Mathematics and Its History. Spectrum. Mathematical Association of America. 2020. ISBN 9781470457310.
- ^ 2.0 2.1 M Koca and N O Koca. Quasi Regular Polyhedra and Their Duals with Coxeter Symmetries Represented by Quaternions I. Journal of Physics: Conference Series (IOP Publishing). 2011-04, 284: 012039. doi:10.1088/1742-6596/284/1/012039.
- ^ Bisztriczky, T. and McMullen, P. and Schneider, R. and Weiss, A.I. Polytopes: Abstract, Convex and Computational. Nato Science Series C:. Springer Netherlands. 2012 [2022-07-10]. ISBN 9789401109246. (原始内容存档于2022-07-14).
- ^ Grünbaum, Branko; Shephard, G. C. Tilings and Patterns. W. H. Freeman. 1987. ISBN 978-0-7167-1193-3. 2.5 Tilings using star polygons, pp.82-85.
- ^ McLean, K. Robin, Dungeons, dragons, and dice, The Mathematical Gazette, 1990, 74 (469): 243–256, JSTOR 3619822.
- ^ Weisstein, Eric W. (编). Quasiregular Polyhedron. at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
- ^ George W. Hart. Quasiregular polyhedra. [2022-07-11]. (原始内容存档于2013-05-24).
- ^ 8.0 8.1 duality. maths.ac-noumea.nc. [2020-09-30]. (原始内容存档于2021-05-08).
- Peter R. Cromwell. [[:多面體 (書籍)|Polyhedra]]. Cambridge University Press. 1997. ISBN 0-521-55432-2. 网址-维基内链冲突 (帮助) p. 371 Transitivity