5-ти ячеечный | Runcinated 5-клеточный |
Runcitucated 5-cell | Омниусеченный 5-клеточный (Runcicantitusercated 5-cell) |
Ортогональные проекции в плоскости Коксетера A 4 |
---|
В четырехмерной геометрии 5-ячейка с рутинным многогранником — это выпуклый однородный 4-многогранник , являющийся рутинизацией (усечением 3-го порядка, с точностью до выравнивания граней ) правильной 5-ячейки .
Существует 3 уникальных степени функционирования пятиклеточного числа, включая перестановки, усечения и сокращения.
Runcinated 5-клеточный | ||
Диаграмма Шлегеля , на которой видна половина тетраэдрических ячеек. | ||
Тип | Однородный 4-многогранник | |
Символ Шлефли | т 0,3 {3,3,3} | |
Диаграмма Коксетера | ||
Клетки | 30 | 10 ( 3.3.3 ) 20 ( 3.4.4 ) |
Лица | 70 | 40 {3} 30 {4} |
Края | 60 | |
Вершины | 20 | |
Вершинная фигура | (Удлиненная равносторонне-треугольная антипризма) | |
Группа симметрии | Аут (А 4 ), [[3,3,3]], порядок 240 | |
Характеристики | выпуклый , изогональный , изотоксальный | |
Единый индекс | 4 5 6 |
Рунцинированный 5-ячеечный или малый призматодекахорон строится путем расширения ячеек 5-ячеечного в радиальном направлении и заполнения промежутков треугольными призмами (которые являются гранными призмами и ребровыми фигурами) и тетраэдрами (ячейками двойственного 5-ячеечного). Он состоит из 10 тетраэдров и 20 треугольных призм. 10 тетраэдров соответствуют ячейкам 5-ячеечного и его двойственного.
Топологически, при его наивысшей симметрии, [[3,3,3]], существует только одна геометрическая форма, содержащая 10 тетраэдров и 20 однородных треугольных призм. Прямоугольники всегда являются квадратами, поскольку две пары ребер соответствуют ребрам двух наборов из 5 правильных тетраэдров каждый в дуальной ориентации, которые становятся равными при расширенной симметрии.
В 1912 году Э. Л. Элте определил его как полуправильный многогранник.
Две из десяти тетраэдрических ячеек встречаются в каждой вершине. Треугольные призмы лежат между ними, соединенные с ними своими треугольными гранями и друг с другом своими квадратными гранями. Каждая треугольная призма соединена с соседними треугольными призмами в антиориентации (т. е. если ребра A и B в общей квадратной грани соединены с треугольными гранями одной призмы, то это два других ребра соединены с треугольными гранями другой призмы); таким образом, каждая пара соседних призм, если повернуть их в одну и ту же гиперплоскость , образует гиробифастигиум .
В матрице конфигурации показаны все подсчеты инцидентности между элементами. Диагональные числа f-вектора выводятся с помощью построения Витхоффа , деля полный групповой порядок на подгрупповой порядок, удаляя по одному зеркалу за раз. [1]
ф к | ф 0 | ф 1 | ф 2 | ф 3 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ф 0 | 20 | 3 | 3 | 3 | 6 | 3 | 1 | 3 | 3 | 1 | |
ф 1 | 2 | 30 | * | 2 | 2 | 0 | 1 | 2 | 1 | 0 | |
2 | * | 30 | 0 | 2 | 2 | 0 | 1 | 2 | 1 | ||
ф 2 | 3 | 3 | 0 | 20 | * | * | 1 | 1 | 0 | 0 | |
4 | 2 | 2 | * | 30 | * | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
3 | 0 | 3 | * | * | 20 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
ф 3 | 4 | 6 | 0 | 4 | 0 | 0 | 5 | * | * | * | |
6 | 6 | 3 | 2 | 3 | 0 | * | 10 | * | * | ||
6 | 3 | 6 | 0 | 3 | 2 | * | * | 10 | * | ||
4 | 0 | 6 | 0 | 0 | 4 | * | * | * | 5 |
Рунцинированный 5-клеточный куб может быть разрезан центральным кубооктаэдром на два тетраэдрических купола . Это разбиение аналогично разбиению трехмерного кубооктаэдра центральным шестиугольником на два треугольных купола .
Самолет Коксетера | А 4 | А 3 | А 2 |
---|---|---|---|
График | |||
Диэдральная симметрия | [[5]] = [10] | [4] | [[3]] = [6] |
Вид изнутри трехсферной проекции диаграммы Шлегеля с ее 10 тетраэдрическими ячейками | Сеть |
Декартовы координаты вершин 5-клеточного многогранника с центром в начале координат и длиной ребра 2 равны:
Альтернативный, более простой набор координат может быть создан в 5-мерном пространстве в виде 20 перестановок:
Эта конструкция существует как одна из 32 ортантных граней струйчатого 5-ортоплекса .
Вторая конструкция в 5-пространстве из центра выпрямленного 5-ортоплекса задается перестановками координат:
Его 20 вершин представляют корневые векторы простой группы Ли A 4 . Это также вершинная фигура для 5-клеточных сот в 4-мерном пространстве.
Максимальное поперечное сечение 5-ячейки с 3-мерной гиперплоскостью — кубооктаэдр . Это поперечное сечение делит 5-ячейку с 5 тетраэдрами и 10 треугольными призмами каждый.
Тетраэдральная ортографическая проекция рунцинированной 5-клетки в 3-мерное пространство имеет кубооктаэдрическую оболочку. Структура этой проекции следующая:
Правильный косой многогранник , {4,6|3}, существует в 4-пространстве с 6 квадратами вокруг каждой вершины, в зигзагообразной неплоской вершинной фигуре. Эти квадратные грани можно увидеть на усеченной 5-ячейке, использующей все 60 ребер и 20 вершин. 40 треугольных граней усеченной 5-ячейки можно увидеть удаленными. Двойственный правильный косой многогранник, {6,4|3}, аналогичным образом связан с шестиугольными гранями усеченной 5-ячейки .
Runcitucated 5-cell | ||
Диаграмма Шлегеля с кубооктаэдрическими ячейками | ||
Тип | Однородный 4-многогранник | |
Символ Шлефли | т 0,1,3 {3,3,3} | |
Диаграмма Коксетера | ||
Клетки | 30 | 5(3.6.6) 10(4.4.6) 10(3.4.4) 5(3.4.3.4) |
Лица | 120 | 40 {3} 60 {4} 20 {6} |
Края | 150 | |
Вершины | 60 | |
Вершинная фигура | (Прямоугольная пирамида) | |
Группа Коксетера | А 4 , [3,3,3], порядок 120 | |
Характеристики | выпуклый , изогональный | |
Единый индекс | 7 8 9 |
Усеченный пятиячеечный или призматоромбатированный пентахорон состоит из 60 вершин, 150 ребер, 120 граней и 30 ячеек. Ячейки: 5 усеченных тетраэдров , 10 шестиугольных призм , 10 треугольных призм и 5 кубооктаэдров . Каждая вершина окружена пятью ячейками: одним усеченным тетраэдром, двумя шестиугольными призмами, одной треугольной призмой и одним кубооктаэдром; вершинная фигура — прямоугольная пирамида.
В матрице конфигурации показаны все подсчеты инцидентности между элементами. Диагональные числа f-вектора выводятся с помощью построения Витхоффа , деля полный групповой порядок на подгрупповой порядок, удаляя по одному зеркалу за раз. [2]
ф к | ф 0 | ф 1 | ф 2 | ф 3 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ф 0 | 60 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
ф 1 | 2 | 30 | * | * | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 1 | 0 | |
2 | * | 60 | * | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | ||
2 | * | * | 60 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
ф 2 | 6 | 3 | 3 | 0 | 20 | * | * | * | * | 1 | 1 | 0 | 0 | |
4 | 2 | 0 | 2 | * | 30 | * | * | * | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
3 | 0 | 3 | 0 | * | * | 20 | * | * | 1 | 0 | 0 | 1 | ||
4 | 0 | 2 | 2 | * | * | * | 30 | * | 0 | 1 | 0 | 1 | ||
3 | 0 | 0 | 3 | * | * | * | * | 20 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
ф 3 | 12 | 6 | 12 | 0 | 4 | 0 | 4 | 0 | 0 | 5 | * | * | * | |
12 | 6 | 6 | 6 | 2 | 3 | 0 | 3 | 0 | * | 10 | * | * | ||
6 | 3 | 0 | 6 | 0 | 3 | 0 | 0 | 2 | * | * | 10 | * | ||
12 | 0 | 12 | 12 | 0 | 0 | 4 | 6 | 4 | * | * | * | 5 |
Самолет Коксетера | А 4 | А 3 | А 2 |
---|---|---|---|
График | |||
Диэдральная симметрия | [5] | [4] | [3] |
Диаграмма Шлегеля с 40 синими треугольными гранями и 60 зелеными четырехугольными гранями. | Центральная часть диаграммы Шлегеля. |
Декартовы координаты усеченного пятиугольника с центром в начале координат и длиной ребра 2 равны:
Координаты | ||
---|---|---|
Вершины можно проще построить на гиперплоскости в 5-мерном пространстве, как перестановки :
Эта конструкция представляет собой положительную ортантную грань усеченного 5-ортоплекса .
Усеченный 5-клеточный | ||
Диаграмма Шлегеля , на которой показана половина усеченных октаэдрических ячеек. | ||
Тип | Однородный 4-многогранник | |
Символ Шлефли | т 0,1,2,3 {3,3,3} | |
Диаграмма Коксетера | ||
Клетки | 30 | 10(4.6.6) 20(4.4.6) |
Лица | 150 | 90{4} 60{6} |
Края | 240 | |
Вершины | 120 | |
Вершинная фигура | Филлик дисфеноидный | |
Группа Коксетера | Аут (А 4 ), [[3,3,3]], порядок 240 | |
Характеристики | выпуклый , изогональный , зонотоп | |
Единый индекс | 8 9 10 |
Всеусеченный 5-клеточный или большой призматодекахорон состоит из 120 вершин, 240 ребер, 150 граней (90 квадратов и 60 шестиугольников ) и 30 ячеек. Ячейки: 10 усеченных октаэдров и 20 шестиугольных призм . Каждая вершина окружена четырьмя ячейками: двумя усеченными октаэдрами и двумя шестиугольными призмами, расположенными в двух филических двуклиновидных вершинных фигурах .
Коксетер называет это многогранником Хинтона в честь CH Hinton , который описал его в своей книге «Четвертое измерение» в 1906 году. Он образует однородные соты, которые Коксетер называет сотами Хинтона . [3]
В матрице конфигурации показаны все подсчеты инцидентности между элементами. Диагональные числа f-вектора выводятся с помощью построения Витхоффа , деля полный групповой порядок на подгрупповой порядок, удаляя по одному зеркалу за раз. [4]
ф к | ф 0 | ф 1 | ф 2 | ф 3 | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ф 0 | 120 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
ф 1 | 2 | 60 | * | * | * | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
2 | * | 60 | * | * | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | ||
2 | * | * | 60 | * | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
2 | * | * | * | 60 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
ф 2 | 6 | 3 | 3 | 0 | 0 | 20 | * | * | * | * | * | 1 | 1 | 0 | 0 | |
4 | 2 | 0 | 2 | 0 | * | 30 | * | * | * | * | 1 | 0 | 1 | 0 | ||
4 | 2 | 0 | 0 | 2 | * | * | 30 | * | * | * | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
6 | 0 | 3 | 3 | 0 | * | * | * | 20 | * | * | 1 | 0 | 0 | 1 | ||
4 | 0 | 2 | 0 | 2 | * | * | * | * | 30 | * | 0 | 1 | 0 | 1 | ||
6 | 0 | 0 | 3 | 3 | * | * | * | * | * | 20 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
ф 3 | 24 | 12 | 12 | 12 | 0 | 4 | 6 | 0 | 4 | 0 | 0 | 5 | * | * | * | |
12 | 6 | 6 | 0 | 6 | 2 | 0 | 3 | 0 | 3 | 0 | * | 10 | * | * | ||
12 | 6 | 0 | 6 | 6 | 0 | 3 | 3 | 0 | 0 | 2 | * | * | 10 | * | ||
24 | 0 | 12 | 12 | 12 | 0 | 0 | 0 | 4 | 6 | 4 | * | * | * | 5 |
Самолет Коксетера | А 4 | А 3 | А 2 |
---|---|---|---|
График | |||
Диэдральная симметрия | [[5]] = [10] | [4] | [[3]] = [6] |
Усеченный 5-клеточный | Двойной к усеченному 5-элементному |
Перспективная диаграмма Шлегеля, центрированная на усеченном октаэдре | Стереографическая проекция |
Так же, как усеченный октаэдр является пермутоэдром порядка 4, всеусеченный 5-ячейник является пермутоэдром порядка 5. [5] Всеусеченный 5-ячейник является зонотопом , суммой Минковского пяти отрезков прямых, параллельных пяти линиям, проходящим через начало координат и пять вершин 5-ячейника.
Усеченная 5-клеточная сота может замостить 4-мерное пространство трансляционными копиями этой ячейки, каждая из которых имеет 3 гиперячейки вокруг каждой грани. Диаграмма Коксетера этой соты :[6] В отличие от аналогичных сот в трех измерениях, битусеченных кубических сот , которые имеют три различные конструкции группы Коксетера Витхоффа , эти соты имеют только одну такую конструкцию. [3]
Всеусеченная 5-ячейка имеет расширенную пентахорическую симметрию, [[3,3,3]], порядок 240. Вершинная фигура всеусеченной 5-ячейки представляет собой тетраэдр Гурса группы Коксетера [3,3,3] . Расширенная симметрия возникает из-за 2-кратного вращения по средней ветви порядка 3 и представляется более явно как [2 + [3,3,3]].
Декартовы координаты вершин всеусеченного 5-ячейкового многогранника с центром в начале координат и длиной ребра 2 равны:
Эти вершины могут быть проще получены в 5-пространстве как 120 перестановок (0,1,2,3,4). Эта конструкция из положительной ортантной грани ранцикантиусеченного 5-ортоплекса , t 0,1,2,3 {3,3,3,4},.
Неоднородные варианты с симметрией [3,3,3] и двумя типами усеченных октаэдров можно удвоить, поместив два типа усеченных октаэдров друг на друга, чтобы получить неоднородный полихор с 10 усеченными октаэдрами , двумя типами из 40 шестиугольных призм (20 дитригональных призм и 20 дитригональных трапеций), двумя видами из 90 прямоугольных трапеций (30 с симметрией D 2d и 60 с симметрией C 2v ) и 240 вершинами. Его вершинная фигура — неправильная треугольная бипирамида .
Этот полихорон затем может быть изменен для получения другого неоднородного полихорона с 10 икосаэдрами , двумя типами 40 октаэдров (20 с симметрией S 6 и 20 с симметрией D 3 ), тремя типами 210 тетраэдров (30 тетрагональных дисфеноидов, 60 филликовых дисфеноидов и 120 неправильных тетраэдров) и 120 вершинами. Он имеет симметрию [[3,3,3] + ], порядок 120.
Полная плосконосая 5-клеточная клетка или омнисконосая 5-клеточная клетка , определяемая как чередование омниусеченной 5-клеточной клетки, не может быть сделана однородной, но ей можно придать диаграмму Коксетера, и симметрия [[3,3,3]] + , порядок 120, и построен из 90 ячеек: 10 икосаэдров , 20 октаэдров и 60 тетраэдров , заполняющих пробелы в удаленных вершинах. Он имеет 300 граней (треугольников), 270 ребер и 60 вершин.
Топологически, при наивысшей симметрии, [[3,3,3]] + , 10 икосаэдров имеют симметрию T (хиральную тетраэдрическую), в то время как 20 октаэдров имеют симметрию D 3 , а 60 тетраэдров имеют симметрию C 2 [7] .
Эти многогранники являются частью семейства из 9 однородных 4-мерных многогранников, построенных на основе группы Коксетера [3,3,3] .
Имя | 5-ти ячеечный | усеченный 5-клеточный | выпрямленный 5-элементный | кантеллированный 5-клеточный | усеченный 5-ячеечный | кантит-усеченный 5-клеточный | 5-клеточный | runcitucated 5-клеточный | усеченный 5-клеточный |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Символ Шлефли | {3,3,3} 3р{3,3,3} | т{3,3,3} 2т{3,3,3} | г{3,3,3} 2г{3,3,3} | рр{3,3,3} р2р{3,3,3} | 2т{3,3,3} | тр{3,3,3} т2р{3,3,3} | т 0,3 {3,3,3} | т 0,1,3 {3,3,3} т 0,2,3 {3,3,3} | т 0,1,2,3 {3,3,3} |
Диаграмма Коксетера | |||||||||
Диаграмма Шлегеля | |||||||||
Граф плоскости Коксетера 4 | |||||||||
Граф плоскости Коксетера 3 | |||||||||
Граф плоскости Коксетера 2 |