Кубические соты

Только регулярное заполнение пространства мозаикой куба
Кубические соты
ТипОбычные соты
СемьяГиперкубические соты
Индексация [1]Дж 11,15 , А 1
В 1 , Г 22
Символ Шлефли{4,3,4}
Диаграмма Коксетера
Тип ячейки{4,3}
Тип лицаквадрат {4}
Вершинная фигура
октаэдр
Пространственная группа
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
Группа Коксетера С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} , [4,3,4]
ДвойнойСамодвойственная
ячейка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , регулярный

Кубические соты или кубическая ячеистость — единственная правильная регулярная заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве, состоящая из кубических ячеек. Она имеет 4 куба вокруг каждого ребра и 8 кубов вокруг каждой вершины. Ее вершинная фигура — правильный октаэдр . Это самодвойственная мозаика с символом Шлефли {4,3,4}. Джон Хортон Конвей назвал эти соты кубиллой .

Геометрические соты — это заполнение пространства многогранными или более многомерными ячейками , так что нет никаких пробелов. Это пример более общей математической мозаики или тесселяции в любом количестве измерений.

Соты обычно строятся в обычном евклидовом («плоском») пространстве, как выпуклые однородные соты . Они также могут быть построены в неевклидовых пространствах , как гиперболические однородные соты . Любой конечный однородный многогранник может быть спроецирован на его описанную сферу , чтобы сформировать однородные соты в сферическом пространстве.

Он является частью многомерного семейства гиперкубических сот с символами Шлефли вида {4,3,...,3,4}, начиная с квадратной мозаики {4,4} на плоскости.

Это одна из 28 однородных сот, использующих выпуклые однородные многогранные ячейки.

Изометрии простых кубических решеток

Простые кубические решетки могут быть искажены до более низких симметрий, представленных низшими кристаллическими системами:

Кристаллическая системаМоноклинный
Триклинный
ОрторомбическийТетрагональныйРомбоэдрическийКубический
Элементарная ячейкаПараллелепипедПрямоугольный кубоидКвадратный кубоидТреугольный
трапецоэдр
Куб
Группа точек Подгруппа
порядка вращения
[ ], (*)
Заказ 2
[ ] + , (1)
[2,2], (*222)
Заказать 8
[2,2] + , (222)
[4,2], (*422)
Заказ 16
[4,2] + , (422)
[3], (*33)
Заказ 6
[3] + , (33)
[4,3], (*432)
Заказ 48
[4,3] + , (432)
Диаграмма
Пространственная группа
Подгруппа вращения
Пм (6)
П1 (1)
Пммм (47)
П222 (16)
П4/ммм (123)
П422 (89)
Р3м (160)
Р3 (146)
Пм 3 м (221)
П432 (207)
нотация Коксетера-[∞] а ×[∞] б ×[∞] в[4,4] а ×[∞] с-[4,3,4] а
Диаграмма Коксетера--

Равномерные окраски

Существует большое количество однородных окрасок , полученных из различных симметрий. К ним относятся:

Обозначение Коксетера
Пространственная группа
Диаграмма КоксетераСимвол ШлефлиЧастичные
соты
Цвета по буквам
[4,3,4]
Пм 3 м (221)

=
{4,3,4}1: аааа/аааа
[4,3 1,1 ] = [4,3,4,1 + ]
Фм 3 м (225)
={4,3 1,1 }2: абба/бааб
[4,3,4]
Пм 3 м (221)
т 0,3 {4,3,4}4: abc/bccd
[[4,3,4]]
Пм 3 м (229)
т 0,3 {4,3,4}4: аббб/ббба
[4,3,4,2,∞]
или
{4,4}×t{∞}2: аааа/бббб
[4,3,4,2,∞]т 1 {4,4}×{∞}2: абба/абба
[∞,2,∞,2,∞]т{∞}×т{∞}×{∞}4: абвг/абвг
[∞,2,∞,2,∞] = [4,(3,4) * ]=т{∞}×т{∞}×т{∞}8: abcd/efgh

Прогнозы

Кубические соты можно ортогонально спроектировать на евклидову плоскость с различными расположениями симметрии. Самая высокая (шестиугольная) форма симметрии проецируется в треугольную мозаику . Проекция квадратной симметрии образует квадратную мозаику .

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Он связан с правильным 4-многогранным тессерактом , символом Шлефли {4,3,3}, который существует в 4-пространстве и имеет только 3 куба вокруг каждого ребра. Он также связан с кубическими сотами порядка 5 , символом Шлефли {4,3,5}, гиперболического пространства с 5 кубами вокруг каждого ребра.

Он представляет собой последовательность полихор и сот с октаэдрическими вершинными фигурами .

{p,3,4} обычные соты
КосмосС 3Е 3Н 3
ФормаКонечныйАффинныйКомпактныйПаракомпактныйНекомпактный
Имя{3,3,4}

{4,3,4}



{5,3,4}

{6,3,4}



{7,3,4}

{8,3,4}



... {∞,3,4}



Изображение
Клетки
{3,3}

{4,3}

{5,3}

{6,3}

{7,3}

{8,3}

{∞,3}

Он представляет собой последовательность правильных многогранников и сот с кубическими ячейками .

{4,3,p} обычные соты
КосмосС 3Е 3Н 3
ФормаКонечныйАффинныйКомпактныйПаракомпактныйНекомпактный
Имя
{4,3,3}
{4,3,4}


{4,3,5}
{4,3,6}


{4,3,7}
{4,3,8}

... {4,3,∞}

Изображение
Вершинная
фигура


{3,3}

{3,4}


{3,5}

{3,6}


{3,7}

{3,8}


{3,∞}

{p,3,p} обычные соты
КосмосС 3Евклидово E 3Н 3
ФормаКонечныйАффинныйКомпактныйПаракомпактныйНекомпактный
Имя{3,3,3}{4,3,4}{5,3,5}{6,3,6}{7,3,7}{8,3,8}... {∞,3,∞}
Изображение
Клетки
{3,3}

{4,3}

{5,3}

{6,3}

{7,3}

{8,3}

{∞,3}
Вершинная
фигура

{3,3}

{3,4}

{3,5}

{3,6}

{3,7}

{3,8}

{3,∞}

Кубические соты имеют более низкую симметрию, как и струйчатые кубические соты, с двумя размерами кубов . Конструкция с двойной симметрией может быть построена путем помещения маленького куба в каждый большой куб, в результате чего получится неоднородная сота с кубами , квадратными призмами и прямоугольными трапециевидными призмами (куб с симметрией D 2d ). Ее вершинная фигура — треугольная пирамида с боковыми гранями, дополненными тетраэдрами.


Двойная ячейка

Полученные соты можно чередовать, чтобы получить другие неоднородные соты с правильными тетраэдрами , двумя видами тетрагональных дисфеноидов, треугольными пирамидами и клиновидными телами. Их вершинная фигура имеет симметрию C 3v и имеет 26 треугольных граней, 39 ребер и 15 вершин.

[4,3,4],, Группа Коксетера генерирует 15 перестановок однородных мозаик, 9 с различной геометрией, включая чередующиеся кубические соты. Расширенные кубические соты (также известные как рунцинированные кубические соты) геометрически идентичны кубическим сотам.

C3 соты
Космическая
группа
ФибрифолдРасширенная
симметрия
Расширенная
диаграмма
ЗаказСоты
Пм 3 м
(221)
4 :2[4,3,4]×11, 2 , 3 , 4 ,
5 , 6
Фм 3 м
(225)
2 :2[1 + ,4,3,4]
↔ [4,3 1,1 ]

Половина 7 , 11 , 12 , 13
Я 4
(217)
4 о :2[[(4,3,4,2 + )]]Половина × 2 (7) ,
Фд 3 м
(227)
2 + :2[[1 + ,4,3,4,1 + ]]
↔ [[3 [4] ]]

Четверть × 2 10 ,
Мне 3 м
(229)
8 о :2[[4,3,4]]×2

(1), 8 , 9

[4,3 1,1 ],Группа Коксетера генерирует 9 перестановок однородных мозаик, 4 из которых имеют различную геометрию, включая чередующиеся кубические соты.

B3 соты
Космическая
группа
ФибрифолдРасширенная
симметрия
Расширенная
диаграмма
ЗаказСоты
Фм 3 м
(225)
2 :2[4,3 1,1 ]
↔ [4,3,4,1 + ]

×1 1 , 2 , 3 , 4
Фм 3 м
(225)
2 :2<[1 + ,4,3 1,1 ]>
↔ <[3 [4] ]>

×2 (1) , (3)
Пм 3 м
(221)
4 :2<[4,3 1,1 ]>×2

5, 6 , 7 , (6) , 9 , 10 , 11

Эти соты являются одними из пяти различных однородных сот [2], построенных группой Коксетера . Симметрию можно умножить на симметрию колец в диаграммах Коксетера–Дынкина : А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}}

А3 соты
Космическая
группа
ФибрифолдКвадратная
симметрия
Расширенная
симметрия
Расширенная
диаграмма
Расширенная
группа
Сотовые диаграммы
Ж 4
(216)
1 о :2а1[3 [4] ] А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} (Никто)
Фм 3 м
(225)
2 :2д2<[3 [4] ]>
↔ [4,3 1,1 ]

А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} ×2 1
Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
 1 , 2
Фд 3 м
(227)
2 + :2г2[[3 [4] ]]
или [2 + [3 [4] ]]

А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} ×2 2 3
Пм 3 м
(221)
4 :2д4<2[3 [4] ]>
↔ [4,3,4]

А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} ×4 1
С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
 4
Я 3
(204)
8 −ор8[4[3 [4] ]] +
↔ [[4,3 + ,4]]

½ ×8 ↔ ½ ×2 А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}}
С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
 (*)
Мне 3 м
(229)
8 о :2[4[3 [4] ]]
↔ [[4,3,4]]
А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} ×8
↔ ×2 С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
 5

Ректифицированные кубические соты

Ректифицированные кубические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлиr{4,3,4} или t 1 {4,3,4}
r{4,3 1,1 }
2r{4,3 1,1 }
r{3 [4] }
Диаграммы Коксетера
=
=
===
Клеткиг{4,3}
{3,4}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
квадратная призма
Пространственная группа
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
Группа Коксетера С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} , [4,3,4]
ДвойнойЯчейка сплющенного октаэдра
:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , реберно-транзитивный

Выпрямленные кубические соты или выпрямленная кубическая ячеистость — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве. Она состоит из октаэдров и кубооктаэдров в соотношении 1:1, с вершинной фигурой в виде квадратной призмы .

Джон Хортон Конвей называет эту сотовую структуру кубооктаэдриллом , а ее двойник — сплющенным октаэдриллом .

Прогнозы

Выпрямленные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными вариантами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Существует четыре однородных варианта окраски ячеек этой сотовой структуры с отражательной симметрией, перечисленных по группам Коксетера и названию конструкции Вайтхоффа , а также диаграмма Коксетера ниже.

Симметрия[4,3,4]
С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
[1 + ,4,3,4]
[4,3 1,1 ], Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
[4,3,4,1 + ]
[4,3 1,1 ], Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
[1 + ,4,3,4,1 + ]
[3 [4] ], А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}}
Космическая группаПм 3 м
(221)
Фм 3 м
(225)
Фм 3 м
(225)
Ж 4
(216)
Раскрашивание

Диаграмма Коксетера
Вершинная фигура
Симметрия вершинной
фигуры
Д
[4,2]
(*224)
порядок 16
Д
[2,2]
(*222)
порядок 8
C 4v
[4]
(*44)
порядок 8
C 2v
[2]
(*22)
порядок 4

Эти соты можно разделить на тригексагональные мозаичные плоскости, используя шестиугольные центры кубооктаэдров, создавая два треугольных купола . Эти чешуйчатые соты представлены диаграммой Коксетера, и символ s 3 {2,6,3}, с симметрией обозначения Кокстера [2 + ,6,3].

.

Двойную симметричную конструкцию можно создать, поместив октаэдры на кубооктаэдры, что приведет к неоднородным сотам с двумя типами октаэдров (правильные октаэдры и треугольные антипризмы). Вершинная фигура — квадратный бифрустум . Дуал состоит из удлиненных квадратных бипирамид .


Двойная ячейка


Усеченные кубические соты

Усеченные кубические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлит{4,3,4} или т 0,1 {4,3,4}
т{4,3 1,1 }
Диаграммы Коксетера
=
Тип ячейкит{4,3}
{3,4}
Тип лицатреугольник {3}
восьмиугольник {8}
Вершинная фигура
равнобедренная квадратная пирамида
Пространственная группа
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
Группа Коксетера С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} , [4,3,4]
ДвойнойПирамидальная
клетка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Усеченные кубические соты или усеченная кубическая ячеистость — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве. Она состоит из усеченных кубов и октаэдров в соотношении 1:1, с вершиной в виде равнобедренной квадратной пирамиды .

Джон Хортон Конвей называет эти соты усеченным кубиллом , а их двойную пирамидиллу .

Прогнозы

Усеченные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными схемами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Существует вторая равномерная окраска, обусловленная отражательной симметрией групп Коксетера , вторая наблюдается при использовании попеременно окрашенных усеченных кубических ячеек.

СтроительствоДвойной кубический чередующийсяУсеченные кубические соты
Группа Коксетера[4,3 1,1 ], Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}} [4,3,4], =<[4,3 1,1 ]> С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
Космическая группаФм 3 мПм 3 м
Раскрашивание
Диаграмма Коксетера=
Вершинная фигура

Двойную симметричную конструкцию можно построить, поместив октаэдры на усеченные кубы, что приведет к неоднородным сотам с двумя видами октаэдров (правильные октаэдры и треугольные антипризмы) и двумя видами тетраэдров (тетрагональные двуклиноиды и двуугольные двуклиноиды). Вершинная фигура — октаэдры квадратного купола.


Вершинная фигура


Двойная ячейка


Усеченные кубические соты

Усеченные кубические соты
 
ТипРавномерные соты
Символ Шлефли2т{4,3,4}
т 1,2 {4,3,4}
Диаграмма Коксетера-Дынкина
Клеткит{3,4}
Лицаквадрат {4}
шестиугольник {6}
Крайняя фигураравнобедренный треугольник {3}
Вершинная фигура
тетрагональный двуклиновидный
Группа симметрии
Фибрифолдная нотация
Нотация Коксетера
Я 3 м (229)
8 о :2
[[4,3,4]]
Группа Коксетера С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} , [4,3,4]
ДвойнойСплюснутый тетраэдр
Двуклиновидная тетраэдрическая
ячейка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , реберно-транзитивный , ячеечно-транзитивный
Усеченные кубические соты, показанные здесь, по отношению к кубическим сотам

Битусечённые кубические соты — это заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве, состоящая из усечённых октаэдров (или, что эквивалентно, битусечённых кубов). Она имеет четыре усечённых октаэдра вокруг каждой вершины в тетрагональной двуклиновидной вершинной фигуре . Будучи полностью состоящей из усечённых октаэдров , она является ячейково-транзитивной . Она также является рёберно-транзитивной , с 2 шестиугольниками и одним квадратом на каждом ребре, и вершинно-транзитивной . Это одна из 28 однородных сот .

Джон Хортон Конвей называет эту сотовую ячейку усеченным октаэдриллом в своем списке Architectonic and catoptric tesslation , а ее двойственный элемент называется сплющенным тетраэдриллом , также называемым двуклиновидной тетраэдрической сотовой ячейкой . Хотя правильный тетраэдр не может сам по себе замостить пространство, этот двойственный элемент имеет идентичные ячейки двуклиновидного тетраэдра с равнобедренными треугольными гранями.

Прогнозы

Усеченные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными расположениями симметрии. Самая высокая (гексагональная) форма симметрии проецируется в неоднородную ромботригексагональную мозаику . Проекция квадратной симметрии образует две перекрывающиеся усеченные квадратные мозаики , которые объединяются вместе как скошенная квадратная мозаика .

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Вершинная фигура для этих сот — двуклиновидный тетраэдр , а также тетраэдр Гурса ( фундаментальная область ) для группы Коксетера . Эти соты имеют четыре однородные конструкции, причем усеченные октаэдрические ячейки имеют различные группы Коксетера и конструкции Витхоффа . Эти однородные симметрии можно представить, раскрасив ячейки в каждой конструкции по-разному. А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}}

Пять равномерных раскрасок по клеткам
Космическая группаМне 3 м (229)Пм 3 м (221)Фм 3 м (225)Ж 4 3м (216)Фд 3 м (227)
Фибрифолд8 о :24 :22 :21 о :22 + :2
Группа Коксетера С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} ×2
[[4,3,4]]
=[4[3 [4] ]]
=
С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
[4,3,4]
=[2[3 [4] ]]
=
Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
[4,3 1,1 ]
=<[3 [4] ]>
=
А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}}
[3 [4] ]
 
А ~ 3 {\displaystyle {\тильда {A}}_{3}} ×2
[[3 [4] ]]
=[[3 [4] ]]
Диаграмма Коксетера
усеченные октаэдры1
1:1
:
2:1:1
::
1:1:1:1
:::
1:1
:
Вершинная фигура
Симметрия вершинной
фигуры
[2 + ,4]
(порядок 8)
[2]
(порядок 4)
[ ]
(заказ 2)
[ ] +
(заказ 1)
[2] +
(порядок 2)
Изображение
раскрашено по
ячейке

Неоднородные варианты с симметрией [4,3,4] и двумя типами усеченных октаэдров можно удвоить, поместив два типа усеченных октаэдров, чтобы получить неоднородную сотовую структуру с усеченными октаэдрами и шестиугольными призмами (как дитригональными трапециями). Ее вершинная фигура — C 2v -симметричная треугольная бипирамида .

Эти соты затем можно чередовать, чтобы получить другие неоднородные соты с пиритоэдрическими икосаэдрами , октаэдрами (как треугольные антипризмы) и тетраэдрами (как клиновидные). Их вершинная фигура имеет симметрию C2v и состоит из 2 пятиугольников , 4 прямоугольников , 4 равнобедренных треугольников (разделенных на два набора по 2) и 4 разносторонних треугольников .


Перемежающиеся битусеченные кубические соты

Перемежающиеся битусеченные кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефли2с{4,3,4}
2с{4,3 1,1 }
ср{3 [4] }
Диаграммы Коксетера
=
=
=
Клетки{3,3}
с{3,3}
Лицатреугольник {3}
Вершинная фигура
Группа Коксетера[[4,3 + ,4]], С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
ДвойнойЯчейка сот «Десять алмазов»
:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Перемежающиеся битусечённые кубические соты или биснуб кубические соты неоднородны, с конструкцией с наивысшей симметрией, отражающей чередование однородных битусечённых кубических сот. Конструкция с более низкой симметрией включает правильные икосаэдры в паре с золотыми икосаэдрами (с 8 равносторонними треугольниками в паре с 12 золотыми треугольниками). Существует три конструкции из трёх связанных диаграмм Коксетера :,, и. Они имеют симметрию [4,3 + ,4], [4,(3 1,1 ) + ] и [3 [4] ] + соответственно. Первая и последняя симметрия могут быть удвоены как [[4,3 + ,4]] и [[3 [4] ]] + .

Эта сота представлена ​​атомами бора α-ромбоэдрического кристалла . Центры икосаэдров расположены в позициях ГЦК решетки. [3]

Пять равномерных окрасок
Космическая группаЯ 3 (204)Пм 3 (200)Фм 3 (202)Фд 3 (203)Ф23 (196)
Фибрифолд8 −о4 2 2 о+1 о
Группа Коксетера[[4,3 + ,4]][4,3 + ,4][4,(3 1,1 ) + ][[3 [4] ]] +[3 [4] ] +
Диаграмма Коксетера
Заказдвойнойполныйполовиначетверть
дабл
четверть

Кубические соты с кантеллированными ячейками

Кубические соты с кантеллированными ячейками
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлирр{4,3,4} или т 0,2 {4,3,4}
рр{4,3 1,1 }
Диаграмма Коксетера
=
Клеткирр{4,3}
г{4,3}
{}x{4}
Вершинная фигура
клин
Пространственная группа
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
Группа Коксетера[4,3,4], С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
ДвойнойЧетверть сплющенный октаэдр
Ячейка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Сотовые кубические соты или сотовые кубические ячейки — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве. Она состоит из ромбокубооктаэдров , кубооктаэдров и кубов в соотношении 1:1:3 с клиновидной вершиной .

Джон Хортон Конвей называет эти соты 2-RCO-триллем , а их двухчетвертной сплюснутой октаэдрилой .

Изображения


Она тесно связана со структурой перовскита , показанной здесь с кубической симметрией, с атомами, размещенными в центре ячеек этих сот.

Прогнозы

Скошенные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными вариантами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Существует вторая равномерная окраска, обусловленная отражательной симметрией групп Кокстера , вторая наблюдается при использовании попеременно окрашенных ромбокубооктаэдрических ячеек.

Равномерная окраска вершин по ячейкам
СтроительствоУсеченные кубические сотыДвойной кубический чередующийся
Группа Коксетера[4,3,4], =<[4,3 1,1 ]> С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
[4,3 1,1 ], Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
Космическая группаПм 3 мФм 3 м
Диаграмма Коксетера
Раскрашивание
Вершинная фигура
Симметрия вершинной
фигуры
[ ]
заказ 2
[ ] +
заказ 1

Двойную симметричную конструкцию можно сделать, поместив кубооктаэдры на ромбокубооктаэдры, что приведет к выпрямленным кубическим сотам, взяв треугольные антипризменные зазоры как правильные октаэдры , квадратные антипризменные пары и тетрагональные двуклиноиды нулевой высоты как компоненты кубооктаэдра . Другие варианты приводят к кубооктаэдрам , квадратным антипризмам , октаэдрам (как треугольным антиподиям) и тетраэдрам (как тетрагональным двуклиноидам), с вершинной фигурой, топологически эквивалентной кубу с треугольной призмой, прикрепленной к одной из его квадратных граней.


Четверть сплющенный октаэдр

Двойственность кубических сот с кантеллированными углами называется четверть сплющенным октаэдром , катоптрической мозаикой с диаграммой Коксетера. , содержащий грани из двух из четырех гиперплоскостей кубической [4,3,4] фундаментальной области.

Он состоит из неправильных треугольных бипирамидальных ячеек, которые можно рассматривать как 1/12 куба, состоящего из центра куба, двух центров граней и двух вершин.

Усеченные кубические соты

Усеченные кубические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлиtr{4,3,4} или t 0,1,2 {4,3,4}
tr{4,3 1,1 }
Диаграмма Коксетера
=
Клеткитр{4,3}
т{3,4}
{}x{4}
Лицаквадрат {4}
шестиугольник {6}
восьмиугольник {8}
Вершинная фигура
зеркальный клиновидный
Группа Коксетера[4,3,4], С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
Группа симметрии
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
ДвойнойТреугольные пирамидальные
клетки:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Усеченные кубические соты или усеченные кубические ячейки — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом трехмерном пространстве, состоящая из усеченных кубооктаэдров , усеченных октаэдров и кубов в соотношении 1:1:3 с зеркально отраженной клиновидной вершиной .

Джон Хортон Конвей называет эти соты n-tCO-триллем , а их двойную треугольную пирамиду — пирамидой .

 

Изображения

Вокруг каждой вершины существует четыре ячейки:

Прогнозы

Усеченные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными схемами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Ячейки могут быть показаны в двух различных симметриях. Линейная форма диаграммы Коксетера может быть нарисована одним цветом для каждого типа ячеек. Бифуркационная форма диаграммы может быть нарисована двумя типами (цветами) ячеек усеченного кубооктаэдра, чередующихся.

Строительствоусеченный кубическийВсеусеченный альтернативный кубический
Группа Коксетера[4,3,4], =<[4,3 1,1 ]> С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
[4,3 1,1 ], Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}
Космическая группаПм 3 м (221)Фм 3 м (225)
Фибрифолд4 :22 :2
Раскрашивание
Диаграмма Коксетера
Вершинная фигура
Симметрия вершинной
фигуры
[ ]
заказ 2
[ ] +
заказ 1

Треугольная пирамидка

Двойственная кубическим сотам квадратная пирамида называется треугольной пирамидой с диаграммой Коксетера ,. Эти соты представляют собой фундаментальные области симметрии. Б ~ 3 {\displaystyle {\тильда {B}}_{3}}

Ячейка может быть как 1/24 трансляционного куба с вершинами, расположенными: беря два угла, центр одной грани и центр куба. Цвета и метки ребер указывают, сколько ячеек существует вокруг ребра.

Он связан с косым апейроэдром с конфигурацией вершин 4.4.6.6, с удаленными восьмиугольниками и некоторыми квадратами. Его можно рассматривать как построенный путем увеличения усеченных кубооктаэдрических ячеек или путем увеличения чередующихся усеченных октаэдров и кубов.

Два взгляда

Двойную симметричную конструкцию можно построить, поместив усеченные октаэдры на усеченные кубооктаэдры, что приведет к неоднородным сотам с усеченными октаэдрами , шестиугольными призмами (как дитригональными трапециями), кубами (как квадратными призмами), треугольными призмами (как C 2v -симметричными клиньями) и тетраэдрами (как тетрагональными двуклиноидами). Ее вершинная фигура топологически эквивалентна октаэдру .


Вершинная фигура


Двойная ячейка


Перемежающиеся усеченные кубические соты

Перемежающиеся усеченные кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефлиср{4,3,4}
ср{4,3 1,1 }
Диаграммы Коксетера
=
Клеткис{4,3}
с{3,3}
{3,3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
Группа Коксетера[(4,3) + ,4]
Двойной
Клетка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Альтернативные усеченные кубические соты или усеченные кубические соты содержат три типа ячеек: усеченные кубы , икосаэдры (с симметрией T h ), тетраэдры (как тетрагональные двуклиноиды) и новые тетраэдрические ячейки, созданные в зазорах.
Хотя они не являются однородными, конструктивно их можно представить в виде диаграмм Коксетера или.

Несмотря на неоднородность, существует версия near-miss с двумя длинами ребер, показанными ниже, одна из которых примерно на 4,3% больше другой. Плосконосые кубы в этом случае однородны, но остальные ячейки — нет.




Кантик курносый кубический сотовый

Ортоскануб кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефли0 {4,3,4}
Диаграммы Коксетера
Клеткис 2 {3,4}
с{3,3}
{}x{3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
Группа Коксетера[4 + ,3,4]
ДвойнойКлетка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Плосконосые кубические соты строятся путем уплощения усеченных октаэдров таким образом, что из кубов (квадратных призм) остаются только прямоугольники . Они не являются однородными, но их можно представить в виде диаграммы Коксетера . Он имеет ромбокубооктаэдры (с симметрией T h ), икосаэдры (с симметрией T h ) и треугольные призмы (как клинья с симметрией C 2v ), заполняющие промежутки. [4]

Двойную симметричную конструкцию можно создать, поместив икосаэдры на ромбокубооктаэдры, в результате чего получится неоднородная сотовая структура с икосаэдрами , октаэдрами (как треугольными антипризмами), треугольными призмами (как C2v - симметричными клиньями) и квадратными пирамидами .


Вершинная фигура


Двойная ячейка


усеченные кубические соты

усеченные кубические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлит 0,1,3 {4,3,4}
Диаграммы Коксетера
Клеткирр{4,3}
т{4,3}
{}x{8}
{}x{4}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
восьмиугольник {8}
Вершинная фигура
равнобедренно-трапециевидная пирамида
Группа Коксетера[4,3,4], С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
Пространственная группа
Фибрифолдная нотация
Пм 3 м (221)
4 :2
Двойнойквадратная четверть пирамидальная
ячейка
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Runciturcated cube honeycomb или runciturcated cube cellulation — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве. Она состоит из ромбокубооктаэдров , усеченных кубов , восьмиугольных призм и кубов в соотношении 1:1:3:3, с вершиной в виде равнобедренной трапециевидной пирамиды .

Его название происходит от его диаграммы Коксетера ,с тремя кольцевыми узлами, представляющими собой 3 активных зеркала в конструкции Витхоффа по ее отношению к правильным кубическим сотам.

Джон Хортон Конвей называет эти соты 1-RCO-триллем , а их двойную квадратную четвертную пирамидку .

Прогнозы

Усеченные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными вариантами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Существуют два связанных однородных косых апейроэдра с одинаковым расположением вершин , рассматриваемых как граничные ячейки из подмножества ячеек. Один имеет треугольники и квадраты, а другой — треугольники, квадраты и восьмиугольники.

Квадратная четверть пирамидилла

Двойственная к усеченным кубическим сотам пирамидка называется квадратной четвертью пирамидиллы с диаграммой Коксетера Грани существуют в 3 из 4 гиперплоскостей группы Коксетера [4,3,4]. С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}

Ячейки представляют собой неправильные пирамиды и могут рассматриваться как 1/24 куба, использующего один угол, одну точку посередине, два центра граней и центр куба.

Двойную симметричную конструкцию можно построить, поместив ромбокубооктаэдры на усеченные кубы, что приведет к неоднородным сотам с ромбокубооктаэдрами , октаэдрами (как треугольными антипризмами), кубами (как квадратными призмами), двумя видами треугольных призм (оба C 2v -симметричные клинья) и тетраэдрами (как двуугольные двуклиноиды). Ее вершинная фигура топологически эквивалентна дополненной треугольной призме .


Вершинная фигура


Двойная ячейка


Усеченные кубические соты

Усеченные кубические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлит 0,1,2,3 {4,3,4}
Диаграмма Коксетера
Клеткитр{4,3}
{}x{8}
Лицаквадрат {4}
шестиугольник {6}
восьмиугольник {8}
Вершинная фигура
филлик дисфеноидный
Группа симметрии
Фибрифолдная нотация
Нотация Коксетера
Я 3 м (229)
8 о :2
[[4,3,4]]
Группа Коксетера[4,3,4], С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}}
Двойнойвосьмая пирамидальная
ячейка
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Усеченные кубические соты или усеченные кубические ячейки — это равномерно заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве. Она состоит из усеченных кубооктаэдров и восьмиугольных призм в соотношении 1:3 с вершинной фигурой в виде филликового двуклиновидного треугольника .

Джон Хортон Конвей называет эти соты b-tCO-триллем , а их двойную восьмую пирамидиллем .

 

Прогнозы

Всеусеченные кубические соты можно ортогонально спроецировать на евклидову плоскость с различными вариантами симметрии.

Ортогональные проекции
Симметриястр.6м (*632)п4м (*442)пмм (*2222)
Твердый
Рамка

Симметрия

Ячейки могут быть показаны в двух различных симметриях. Форма диаграммы Коксетера имеет два цвета усеченных кубооктаэдров и восьмиугольных призм . Симметрию можно удвоить, связав первую и последнюю ветви диаграммы Коксетера, которую можно показать одним цветом для всех ячеек усеченных кубооктаэдров и восьмиугольных призм.

Две однородные окраски
Симметрия С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} , [4,3,4] С ~ 3 {\displaystyle {\тильда {C}}_{3}} ×2, [[4,3,4]]
Космическая группаПм 3 м (221)Мне 3 м (229)
Фибрифолд4 :28 о :2
Раскрашивание
Диаграмма Коксетера
Вершинная фигура

Существуют два связанных однородных косых апейроэдра с одинаковым расположением вершин . У первого удалены восьмиугольники, а конфигурация вершин 4.4.4.6. Его можно рассматривать как усеченные кубооктаэдры и восьмиугольные призмы, дополненные вместе. Второй можно рассматривать как дополненные восьмиугольные призмы, конфигурация вершин 4.8.4.8.

4.4.4.6
4.8.4.8

Неоднородные варианты с симметрией [4,3,4] и двумя типами усеченных кубооктаэдров можно удвоить, поместив два типа усеченных кубооктаэдров друг на друга, чтобы получить неоднородную сотовую структуру с усеченными кубооктаэдрами , восьмиугольными призмами , шестиугольными призмами (как дитригональные трапеции) и двумя видами кубов (как прямоугольные трапеции и их C 2v -симметричные варианты). Ее вершинная фигура — неправильная треугольная бипирамида .


Вершинная фигура


Двойная ячейка

Затем эти соты можно чередовать, чтобы получить другие неоднородные соты с плосконосыми кубами , квадратными антипризмами , октаэдрами (как треугольные антипризмы) и тремя видами тетраэдров (как тетрагональные двуклиноиды, филлитовые двуклиноиды и неправильные тетраэдры).


Вершинная фигура


Переменные усеченные кубические соты

Переменные усеченные кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефлихт 0,1,2,3 {4,3,4}
Диаграмма Коксетера
Клеткис{4,3}
с{2,4}
{3,3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
Симметрия[[4,3,4]] +
ДвойнойДвойные чередующиеся усеченные кубические соты
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Перемежающиеся всеусеченные кубические соты или всесквозные кубические соты могут быть построены путем чередования всеусеченных кубических сот, хотя их нельзя сделать однородными, но им можно придать диаграмму Коксетера :и имеет симметрию [[4,3,4]] + . Он создает плосконосые кубы из усеченных кубооктаэдров , квадратные антипризмы из восьмиугольных призм и создает новые тетраэдрические ячейки из пробелов.

Двойные чередующиеся усеченные кубические соты

Двойные чередующиеся усеченные кубические соты
ТипДвойные чередующиеся однородные соты
Символ Шлефлидхт 0,1,2,3 {4,3,4}
Диаграмма Коксетера
Клетка
Вершинные фигурыпятиугольный икоситетраэдр
тетрагональный трапецоэдр
тетраэдр
Симметрия[[4,3,4]] +
ДвойнойПеременные усеченные кубические соты
ХарактеристикиКлеточно-транзитивный

Двойные чередующиеся всеусеченные кубические соты — это заполняющие пространство соты, сконструированные как дуальные чередующимся всеусеченным кубическим сотам.

24 ячейки располагаются вокруг вершины, создавая хиральную октаэдрическую симметрию , которую можно сложить во всех трех измерениях:

Отдельные клетки имеют 2-кратную вращательную симметрию. В 2D-ортогональной проекции это выглядит как зеркальная симметрия.

Виды ячеек

Сеть

Runcic усеченные кубические соты

Runcic усеченные кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефлист 3 {4,3,4}
Диаграммы Коксетера
Клеткис 2 {3,4}
с{4,3}
{}x{4}
{}x{3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
Группа Коксетера[4,3 + ,4]
ДвойнойКлетка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Усеченные кубические соты Runcic или усеченные кубические ячейки Runcic строятся путем удаления чередующихся длинных прямоугольников из восьмиугольников и не являются однородными, но их можно представить в виде диаграммы Коксетера. . Он имеет ромбокубооктаэдры (с симметрией T h ), плосконосые кубы , два вида кубов : квадратные призмы и прямоугольные трапециевидные призмы (топологически эквивалентные кубу , но с симметрией D 2d ), а также треугольные призмы (как клинья с симметрией C 2v ), заполняющие промежутки.


Биортоснуб кубические соты

Биортоснуб кубические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефли0,3 {4,3,4}
Диаграммы Коксетера
Клеткис 2 {3,4}
{}x{4}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
( Тетрагональный антиклин )
Группа Коксетера[[4,3 + ,4]]
ДвойнойКлетка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Биоортогнеобразные кубические соты построены путем удаления чередующихся длинных прямоугольников из восьмиугольников ортогонально и не являются однородными, но их можно представить в виде диаграммы Коксетера . Он имеет ромбокубооктаэдры (с симметрией T h ) и два вида кубов : квадратные призмы и прямоугольные трапециевидные призмы (топологически эквивалентные кубу , но с симметрией D 2d ).


Усеченные квадратные призматические соты

Усеченные квадратные призматические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлиt{4,4}×{∞} или t 0,1,3 {4,4,2,∞}
tr{4,4}×{∞} или t 0,1,2,3 {4,4,∞}
Диаграмма Коксетера-Дынкина
Клетки{}x{8}
{}x{4}
Лицаквадрат {4}
восьмиугольник {8}
Группа Коксетера[4,4,2,∞]
ДвойнойКвадратно-призматическая мозаика Тетракиса
Ячейка:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Усеченные квадратные призматические соты или томо-квадратные призматические соты — это заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве . Она состоит из восьмиугольных призм и кубов в соотношении 1:1.

Он изготовлен из усеченной квадратной плитки, выдавленной в призмы.

Это одна из 28 выпуклых однородных сот .


Плоскоконечные квадратные призматические соты

Плоскоконечные квадратные призматические соты
ТипРавномерные соты
Символ Шлефлис{4,4}×{∞}
ср{4,4}×{∞}
Диаграмма Коксетера-Дынкина
Клетки{}x{4}
{}x{3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Группа Коксетера[4 + ,4,2,∞]
[(4,4) + ,2,∞]
ДвойнойКаирская пятиугольная призматическая
ячейка соты:
ХарактеристикиВершинно-транзитивный

Плосконосые квадратные призматические соты или симо-квадратные призматические соты — это заполняющая пространство мозаика (или соты ) в евклидовом 3-мерном пространстве . Она состоит из кубов и треугольных призм в соотношении 1:2.

Он изготовлен из плоской квадратной плитки, выдавленной в призмы.

Это одна из 28 выпуклых однородных сот .


Плосконосые квадратные антипризматические соты

Плосконосые квадратные антипризматические соты
ТипВыпуклые соты
Символ Шлефлиht 1,2,3 {4,4,2,∞}
ht 0,1,2,3 {4,4,∞}
Диаграмма Коксетера-Дынкина
Клеткис{2,4}
{3,3}
Лицатреугольник {3}
квадрат {4}
Вершинная фигура
Симметрия[4,4,2,∞] +
ХарактеристикиВершинно-транзитивный , неоднородный

Плосконосые квадратные антипризматические соты могут быть построены путем чередования усеченных квадратных призматических сот, хотя их нельзя сделать однородными, но им можно придать диаграмму Коксетера :и имеет симметрию [4,4,2,∞] + . Он делает квадратные антипризмы из восьмиугольных призм , тетраэдры (как тетрагональные двуклиноиды) из кубов и два тетраэдра из треугольных бипирамид .


Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Для перекрестных ссылок они даны с индексами списков Андреини (1-22), Уильямса (1-2,9-19), Джонсона (11-19, 21-25, 31-34, 41-49, 51-52, 61-65) и Грюнбаума (1-28).
  2. ^ [1], A000029 6-1 случаев, пропустив один с нулевыми оценками
  3. ^ Уильямс, 1979, стр. 199, рисунок 5-38.
  4. ^ кантик курносый кубический соты
  • Джон Х. Конвей , Хайди Бергиель, Хаим Гудман-Штраус , (2008) Симметрии вещей , ISBN  978-1-56881-220-5 (Глава 21, Наименование архимедовых и каталонских многогранников и мозаик, Архитектурные и катоптрические мозаики, стр. 292-298, включает все непризматические формы)
  • Коксетер, HSM Regular Polytopes , (3-е издание, 1973), издание Dover, ISBN 0-486-61480-8 стр. 296, Таблица II: Регулярные соты 
  • Джордж Ольшевский, Однородные паноплоидные тетракомбы , рукопись (2006) (полный список 11 выпуклых однородных мозаик, 28 выпуклых однородных сот и 143 выпуклых однородных тетракомбов)
  • Бранко Грюнбаум , Однородные мозаики 3-мерного пространства. Геомбинаторика 4 (1994), 49 - 56.
  • Калейдоскопы: избранные труды Х. С. М. Коксетера , под редакцией Ф. Артура Шерка, Питера МакМаллена, Энтони К. Томпсона, Азии Айвик Вайс, Wiley-Interscience Publication, 1995, ISBN 978-0-471-01003-6 [2] 
    • (Документ 22) HSM Coxeter, Правильные и полуправильные многогранники I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380-407, MR 2,10] (1.9 Равномерное заполнение пространства)
  • Андреини А. , Sulle reti di poliedri regolari e semiregolari e sulle corrispondenti reti correlative (О правильных и полуправильных сетях многогранников и о соответствующих корреляционных сетях), Mem. Società Italiana della Scienze, Ser.3, 14 (1905) 75–129.
  • Клитцинг, Ричард. «3D евклидовы соты x4o3o4o - chon - O1».
  • Равномерные соты в 3-х пространствах: 01-Чон
КосмосСемья А ~ н 1 {\displaystyle {\tilde {A}}_{n-1}} С ~ н 1 {\displaystyle {\tilde {C}}_{n-1}} Б ~ н 1 {\displaystyle {\tilde {B}}_{n-1}} Д ~ н 1 {\displaystyle {\tilde {D}}_{n-1}} Г ~ 2 {\displaystyle {\тильда {G}}_{2}} / / Ф ~ 4 {\displaystyle {\тильда {F}}_{4}} Э ~ н 1 {\displaystyle {\tilde {E}}_{n-1}}
Э 2Равномерная укладка плитки0 [3]δ 333Шестиугольный
Е 3Равномерные выпуклые соты0 [4]δ444
Е 4Равномерный 4-сотовый0 [5]δ 55524-ячеечные соты
Э 5Равномерный 5-сотовый0 [6]δ 666
Е 6Равномерный 6-сотовый0 [7]δ 7772 22
Е 7Равномерный 7-сотовый0 [8]δ 8881 333 31
Е 8Равномерный 8-сотовый0 [9]δ 9991 522 515 21
Е 9Равномерный 9-сотовый0 [10]δ 101010
Е 10Равномерный 10-сотовый0 [11]δ 111111
Э н -1Равномерный ( n -1)- соты0 [ н ]δ нnn1 к22 к1к 21
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Кубические_соты&oldid=1269862964"