WikiDer > Обозначения многогранника Конвея
В геометрии Обозначения многогранника Конвея, изобретенный Джон Хортон Конвей и продвигается Джордж У. Харт, используется для описания многогранники на основе семенного многогранника, модифицированного различными приставками операции.[1][2]
Конвей и Харт расширили идею использования операторов, таких как усечение как определено Кеплер, чтобы построить связанные многогранники одинаковой симметрии. Например, tC представляет усеченный куб, и ТАС, разбирается как , является (топологически) а усеченный кубооктаэдр. Самый простой оператор двойной меняет местами вершины и грани; например, дуальный куб - это октаэдр: Округ Колумбия=О. Примененные последовательно, эти операторы позволяют генерировать много многогранников более высокого порядка. Конвей определил операторов abdegjkmost, а Харт добавил р и п.[3] Более поздние реализации называли дополнительные операторы, иногда называемые «расширенными» операторами.[4][5] Базовых операций Конвея достаточно для создания Архимедов и Каталонские твердые вещества из Платоновых тел. Некоторые базовые операции могут быть составными из других: например, двойное применение амвона - это операция расширения: аа = е, а усечение после амвона дает скос: та = б.
Многогранники могут быть изучены топологически с точки зрения того, как их вершины, ребра и грани соединяются вместе, или геометрически, с точки зрения размещения этих элементов в пространстве. Различные реализации этих операторов могут создавать геометрически разные, но топологически эквивалентные многогранники. Эти топологически эквивалентные многогранники можно рассматривать как один из многих вложения из многогранный граф на сфере. Если не указано иное, в этой статье (и в литературе по операторам Конвея в целом) первоочередное внимание уделяется топологии. Многогранники с род 0 (т.е. топологически эквивалентен сфере) часто помещаются в каноническая форма чтобы избежать двусмысленности.
Операторы
В обозначениях Конвея операции с многогранниками применяются как функции, справа налево. Например, кубооктаэдр является амвонский куб,[6] т.е. , а усеченный кубооктаэдр является . Повторное применение оператора можно обозначить показателем степени: j2 = о. В общем, операторы Конвея не коммутативный.
Можно визуализировать отдельных операторов в виде фундаментальные области (или камеры), как показано ниже. Каждый прямоугольный треугольник - это фундаментальная область. Каждая белая камера представляет собой повернутую версию других, как и каждая цветная камера. За ахиральный операторов, цветные камеры являются отражением белых камер, и все они транзитивны. В групповом плане ахиральные операторы соответствуют диэдральные группы Dп куда п - количество сторон грани, а киральные операторы соответствуют циклические группы Cп лишены отражательной симметрии диэдральных групп. Ахирал и хиральный Операторы также называются локальными операциями, сохраняющими симметрию (LSP) и локальными операциями, сохраняющими симметрию, сохраняющими ориентацию (LOPSP), соответственно.[7][8][9]LSP следует понимать как локальные операции, сохраняющие симметрию, а не как операции, сохраняющие локальную симметрию. Опять же, это симметрии в топологическом, а не геометрическом смысле: точные углы и длины ребер могут отличаться.
Харт представил оператор отражения р, что дает зеркальное отображение многогранника.[6] Это не совсем LOPSP, поскольку он не сохраняет ориентацию: он меняет ее местами, меняя местами белые и красные камеры. р не влияет на ахиральные многогранники, кроме ориентации, и rr = S возвращает исходный многогранник. Верхняя черта может использоваться для обозначения другой хиральной формы оператора: s = RSR.
Операция неприводима, если она не может быть выражена как композиция операторов, кроме d и р. Большинство исходных операторов Конвея неприводимы: исключения е, б, о, и м.
Матричное представление
Икс |
---|