Кантеллированный тессеракт - Cantellated tesseract

Четыре песнопения
4-куб t0.svg
тессеракт
CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
4-кубик t02.svg
Кантеллированный тессеракт
CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
24-элементный t1 B4.svg
Собранный 16-элементный
( выпрямленный 24-элементный )
CDel node.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.png
4-кубик t3.svg
16 ячеек
CDel node.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.png
4-куб t012.svg
Усеченный тессеракт
CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
4-кубик t123.svg
Cantitruncated 16 ячеек
( Усеченные 24 ячейки )
CDel node.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.png
Ортогональные проекции на плоскость Кокстера A 4

В четырехмерной геометрии , A cantellated тессеракт является выпуклым однородным 4-многогранник , будучи cantellation (2 - го порядка усечения) регулярного тессеракта .

Существует четыре степени наклонов тессеракта, в том числе с усечением перестановок. Два также происходят из 24-клеточного семейства.

Кантеллированный тессеракт

Кантеллированный тессеракт
Шлегель полутвердый cantellated 8-cell.png
Диаграмма Шлегеля
с центром в
октаэдрических ячейках ромбокубооктаэдра
Тип Равномерный 4-многогранник
Символ Шлефли рр {4,3,3}
Диаграмма Кокстера CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
CDel node.pngCDel split1-43.pngУзлы CDel 11.pngCDel 3b.pngCDel nodeb.png
Клетки 56 8 3.4.4.4 16 3.3.3.3 32 3.4.4Маленький ромбокубооктаэдр.png
Octahedron.png
Треугольная призма.png
Лица 248 128 {3}
120 {4}
Края 288
Вершины 96
Фигура вершины Cantellated 8-cell verf.png
Квадратный клин
Группа симметрии В 4 , [3,3,4], заказ 384
Свойства выпуклый
Единый индекс 13 14 15

Cantellated тессеракт , bicantellated 16-клетки , или небольшие rhombated тессеракт является выпуклым однородным 4-многогранник или 4-мерный многогранник , ограниченный 56 клеток : 8 мал rhombicuboctahedra , 16 октаэдров , и 32 треугольных призм .

строительство

В процессе канелляции 2-грани многогранника эффективно сжимаются. Ромбокубооктаэдр можно назвать cantellated куб, поскольку , если его шесть граней были уменьшены в своих соответствующих плоскостях, каждая вершина будет разделить на три вершины треугольников в ромбокубооктаэдре, и каждое ребро будет разделить на два противоположных края rhombicuboctahedrons двенадцать , не -осевые квадраты.

Когда тот же процесс применяется к тессеракту, каждый из восьми кубов становится ромбокубооктаэдром описанным образом. Кроме того, однако, поскольку ребро каждого куба ранее было общим с двумя другими кубами, разделяющие ребра образуют три параллельных ребра треугольной призмы - 32 треугольных призмы, поскольку было 32 ребра. Кроме того, поскольку каждая вершина ранее использовалась совместно с тремя другими кубами, вершина будет разделена на 12, а не на три новые вершины. Однако, поскольку некоторые из усохших граней по-прежнему являются общими, определенные пары из этих 12 потенциальных вершин идентичны друг другу, и поэтому только 6 новых вершин создаются из каждой исходной вершины (следовательно, 96 вершин скошенного тессеракта по сравнению с 16 вершинами тессеракта. ). Эти шесть новых вершин образуют вершины октаэдра - 16 октаэдров, поскольку тессеракт имел 16 вершин.

Декартовы координаты

В декартовы координаты вершин в cantellated тессеракта с длиной ребра 2 задается всех перестановок:

Структура

8 маленьких ромбокубооктаэдрических ячеек соединены друг с другом их квадратными осевыми гранями. Их неосевые квадратные грани, соответствующие ребрам куба, соединены с треугольными призмами. Треугольные грани малых ромбокубооктаэдров и треугольных призм соединены с 16 октаэдрами.

Его структуру можно представить с помощью самого тессеракта: ромбокубооктаэдры аналогичны ячейкам тессеракта, треугольные призмы аналогичны ребрам тессеракта, а октаэдры аналогичны вершинам тессеракта.

Изображений

орфографические проекции
Самолет Кокстера В 4 B 3 / D 4 / A 2 B 2 / D 3
График 4-кубик t02.svg 24-элементный t03 B3.svg 4-кубик t02 B2.svg
Двугранная симметрия [8] [6] [4]
Самолет Кокстера П 4 А 3
График 4-кубик t02 F4.svg 4-кубик t02 A3.svg
Двугранная симметрия [12/3] [4]
Сквозной tesseract1.png
Каркас
Сквозной tesseract2.png
Показано 16 октаэдров .
Квантовый tesseract3.png
Показаны 32 треугольные призмы .

Прогнозы

Ниже показано расположение ячеек кантеллированного тессеракта в параллельной проекции в трехмерное пространство, сначала маленький ромбокубооктаэдр:

  • Огибающая проекции представляет собой усеченный куб .
  • Ближайшие и самые дальние маленькие ромбокубооктаэдрические клетки с точки зрения 4D проектируются в объем такой же формы, вписанный в конверт проекции.
  • Осевые квадраты этого центрального маленького ромбокубооктаэдра касаются центров шести восьмиугольников оболочки. Восьмиугольники - это изображение остальных 6 маленьких ромбокубооктаэдрических ячеек.
  • 12 клиновидных объемов, соединяющих неосевые квадратные грани центрального малого ромбокубооктаэдра с соседними восьмиугольниками, являются изображениями 24 треугольных призм.
  • Остальные 8 треугольных призм выступают на треугольные грани конверта.
  • Между треугольными гранями оболочки и треугольными гранями центрального малого ромбокубооктаэдра расположены 8 октаэдрических объемов, которые являются изображениями 16 октаэдрических ячеек.

Такое расположение ячеек в проекции аналогично расположению граней в проекции усеченного куба в 2 измерения. Следовательно, косоугольный тессеракт можно рассматривать как аналог усеченного куба в четырех измерениях. (Это не единственный возможный аналог; еще один близкий кандидат - усеченный тессеракт .)

Еще один однородный 4-многогранник с аналогичным расположением ячеек - это усеченный бегунок с 16 ячейками .

Усеченный тессеракт

Усеченный тессеракт
Усеченный тессеракт stella4d.png
Диаграмма Шлегеля с центром на усеченной ячейке кубооктаэдра со скрытыми восьмиугольными гранями.
Тип Равномерный 4-многогранник
Символ Шлефли tr {4,3,3}
Диаграммы Кокстера CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
CDel node 1.pngCDel split1-43.pngУзлы CDel 11.pngCDel 3b.pngCDel nodeb.png
Клетки 56 8 4.6.8 16 3.6.6 32 3.4.4Большой ромбокубооктаэдр.png
Усеченный тетраэдр.png
Треугольная призма.png
Лица 248 64 {3}
96 {4}
64 {6}
24 {8}
Края 384
Вершины 192
Фигура вершины Cantitruncated 8-cell verf.png
Клиновидная
Группа симметрии В 4 , [3,3,4], заказ 384
Свойства выпуклый
Единый индекс 17 18 19

В геометрии , то cantitruncated тессеракт или большим rhombated тессеракт является равномерным 4-многогранник (или равномерной 4-мерный многогранник ) , который ограничен 56 клеток : 8 усечен cuboctahedra , 16 усечены тетраэдров , и 32 треугольных призм .

строительство

Усеченный тессеракт создается путем усечения тессеракта . Cantitruncation часто рассматривается как исправление с последующим усечением. Однако результатом этой конструкции был бы многогранник, который, хотя его структура была бы очень похожа на структуру, заданную с помощью усечения, не все его грани были бы однородными.

В качестве альтернативы, однородный усеченный тессеракт может быть построен путем размещения 8 однородных усеченных кубооктаэдров в гиперплоскостях ячеек тессеракта, смещенных вдоль осей координат так, чтобы их восьмиугольные грани совпадали. Для длины ребра 2 эта конструкция дает декартовы координаты его вершин как все перестановки:

Структура

8 усеченных кубооктаэдров соединены друг с другом своими восьмиугольными гранями в порядке, соответствующем 8 кубическим ячейкам тессеракта. Они соединены с 16 усеченными тетраэдрами своими шестиугольными гранями, а их квадратные грани присоединены к квадратным граням 32 треугольных призм. Треугольные грани треугольных призм соединены с усеченными тетраэдрами.

Усеченные тетраэдры соответствуют вершинам тессеракта, а треугольные призмы соответствуют ребрам тессеракта.

Изображений

орфографические проекции
Самолет Кокстера В 4 B 3 / D 4 / A 2 B 2 / D 3
График 4-куб t012.svg 4-кубик t012 B3.svg 4-кубик t012 B2.svg
Двугранная симметрия [8] [6] [4]
Самолет Кокстера П 4 А 3
График 4-кубик t012 F4.svg 4-кубик t012 A3.svg
Двугранная симметрия [12/3] [4]
Cantitruncated tesseract.png
Стереографическая проекция из cantitruncated тессеракта, как черепица на 3-сфере , с его 64 синими треугольниками, квадратами 96 зеленых и 64 красных шестиугольными гранями (восьмиугольные грани не обращается).

Прогнозы

В первой параллельной проекции усеченного кубооктаэдра в 3 измерения ячейки наклонно-усеченного тессеракта располагаются следующим образом:

  • Огибающая проекции представляет собой усеченный неоднородный куб с более длинными гранями между восьмиугольниками и более короткими гранями в 8 треугольниках.
  • Неправильные восьмиугольные грани оболочки соответствуют изображениям 6 из 8 усеченных кубооктаэдрических ячеек.
  • Две другие усеченные кубооктаэдрические ячейки выступают в усеченный кубооктаэдр, вписанный в конверт проекции. Восьмиугольные грани касаются неправильных восьмиугольников конверта.
  • В пространствах, соответствующих граням куба, лежат 12 объемов в форме неправильных треугольных призм. Это изображения, по одному на пару, 24 ячеек треугольной призмы.
  • Остальные 8 треугольных призм выступают на треугольные грани проекционной оболочки.
  • Остальные 8 пространств, соответствующих углам куба, представляют собой образы 16 усеченных тетраэдров, по паре на каждое пространство.

Это расположение ячеек в проекции похоже на расположение наклонного тессеракта.

Альтернативные названия

  • Урезанный тессеракт ( Норман В. Джонсон )
  • Cantitruncated 4-куб
  • Усеченный 8-элементный
  • Гантусеченный октахорон
  • Большой призматотессерактигексадекахорон (Георгий Ольшевский)
  • Грит (Джонатан Бауэрс: для большого ромбовидного тессеракта)
  • 012-амвонский тессеракт ( Джон Конвей )

Связанные однородные многогранники

Это второй в серии усеченных усеченных гиперкубов:

Проекции многоугольника Петри
3-кубик t012.svg4-кубик t012 B2.svg 4-куб t012.svg4-кубик t012 A3.svg 5-куб t012.svg5-кубик t012 A3.svg 6-куб t012.svg6-кубик t012 A5.svg 7-куб t012.svg7-куб t012 A5.svg 8-куб t012.svg8-кубик t012 A7.svg
Усеченный кубооктаэдр Усеченный тессеракт Усеченный 5-куб Усеченный 6-куб Cantitruncated 7-куб Усеченный 8-куб
CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.png CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.png CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png CDel node 1.pngCDel 4.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png

Ссылки

  • Т. Госсет : О регулярных и полурегулярных фигурах в пространстве n измерений , Вестник математики, Macmillan, 1900
  • HSM Coxeter :
    • Coxeter, Regular Polytopes , (3-е издание, 1973 г.), Dover edition, ISBN  0-486-61480-8 , p. 296, Таблица I (iii): Правильные многогранники, три правильных многогранника в n-мерном пространстве (n≥5)
    • HSM Coxeter, Regular Polytopes , 3rd Edition, Dover New York, 1973, p. 296, Таблица I (iii): Правильные многогранники, три правильных многогранника в n-мерном пространстве (n≥5)
    • Калейдоскопы: Избранные сочинения HSM Coxeter , отредактированные Ф. Артуром Шерком, Питером Макмалленом, Энтони С. Томпсоном, Азией Ивичем Вайс, публикацией Wiley-Interscience, 1995, ISBN  978-0-471-01003-6 [1]
      • (Документ 22) HSM Кокстер, Правильные и полурегулярные многогранники I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380-407, MR 2,10]
      • (Документ 23) HSM Кокстер, Правильные и полурегулярные многогранники II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559-591]
      • (Документ 24) HSM Кокстер, Правильные и полурегулярные многогранники III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3-45]
  • Джон Х. Конвей , Хайди Берджел, Хаим Гудман-Страсс, Симметрии вещей 2008, ISBN  978-1-56881-220-5 (Глава 26. стр. 409: Hemicubes: 1 n1 )
  • Единообразные многогранники Нормана Джонсона , рукопись (1991)
    • Н. В. Джонсон: Теория однородных многогранников и сот , доктор философии. (1966)
  • 2. Выпуклая однородная полихора на основе тессеракта (8-элементный) и гексадекахорон (16-элементный) - Модель 14, 18 , Георгий Ольшевский.
  • Клитцинг, Ричард. «Четырехмерные однородные многогранники (полихоры)» . o3x3o4x - зернистость, o3x3x4x - зернистость
  • Бумажная модель усеченного тессеракта, созданная с помощью сетей, созданных программой Stella4D
Фундаментальные выпуклые регулярные и равномерные многогранники размерностей 2–10
Семья А п B n I 2 (p) / D n E 6 / E 7 / E 8 / F 4 / G 2 H n
Правильный многоугольник Треугольник Квадрат п-угольник Шестиугольник Пентагон
Равномерный многогранник Тетраэдр ОктаэдрКуб Демикуб ДодекаэдрИкосаэдр
Равномерный 4-многогранник 5-элементный 16 ячеекТессеракт Demitesseract 24-элементный 120 ячеек600 ячеек
Равномерный 5-многогранник 5-симплекс 5-ортоплекс5-куб 5-полукруглый
Равномерный 6-многогранник 6-симплекс 6-ортоплекс6-куб 6-полукуб 1 222 21
Равномерный 7-многогранник 7-симплекс 7-ортоплекс7-куб 7-полукуб 1 322 313 21
Равномерный 8-многогранник 8-симплекс 8-ортоплекс8-куб 8-полукруглый 1 422 414 21
Равномерный 9-многогранник 9-симплекс 9-ортоплекс9-куб 9-полукруглый
Равномерный 10-многогранник 10-симплекс 10-ортоплекс10-куб 10-полукуб
Равномерное n - многогранник n - симплекс n - ортоплексn - куб n - demicube 1 к22 к1к 21 n - пятиугольный многогранник
Темы: Семейства многогранниковРегулярный многогранникСписок правильных многогранников и соединений