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多面体半形,为一类型的射影多面体,同时也是抽象多面体。其可透过将点对称球面多面体英语Spherical polyhedron进行对映映射后得到。多面体半形的面数只有原多面体的一半,而且投影平面上位于边缘的对角顶点、对角边、对角面皆视为相同几何元素。存在半形体的多面体的必要条件为其原像须具备点对称的特性,而向正四面体不具备点对称的特性[1],因此正四面体不存在半形体。

性质

若两多面体互为对偶多面体,则其对应的半形体也互为对偶多面体。例如立方体正八面体互为对偶多面体,则立方体半形正八面体半形也互为对偶多面体。多面体的半形体皆为不可定向图形。[2]

种类

正多面体半形

除了正四面体外,其他正多面体都存在半形体[3][4][5][6]

Thumb
立方体半形
Thumb
八面体半形
Thumb
十二面体半形
Thumb
二十面体半形

均匀多面体半形

部分阿几米德立体和卡塔兰立体也可以存在半形体[7][8]

Thumb
截半立方体半形原像截半立方体[7]
Thumb
菱形十二面体半形英语Rhombic hemi-dodecahedron原像菱形十二面体
Thumb
截角二十面体半形原像截角二十面体

多面形半形

多面形是一种球面多面体,由球面的一点与其对跖点相连接而成,并将球面分成多个部分。若球面被分割的数量为偶数,则该多面形存在半形体。例如二面形、四面形、六面形等多面形皆存在半形体。[9]

前几个多面形半形性质如下:

更多信息 n, 名称 ...
n 名称 施莱夫利符号 顶点 原始立体 原始立体的元素数
f:面, e:边, v:顶点
对偶多面体 皮特里对偶
2 二面形半形 {2,2}1[9] 1 1 1 二面形 f:2, e:2, v:2 (自身对偶) 一角形二面体
(f:2, e:1, v:1)[10]
4 四面形半形 {2,4}4[9] 2 2 1 四面形 f:4, e:4, v:2 正方形二面体半形 Thumb
{4,4}1,0
(f:1, e:2, v:1)[11]
6 六面形半形 {2,6}3[9] 3 3 1 六面形 f:6, e:6, v:2 六边形二面体半形 Thumb
{3,6}1,1
(f:2, e:3, v:1)[12]
8 八面形半形 {2,8}8[9] 4 4 1 八面形 f:8, e:8, v:2 八边形二面体半形 S2:{8,8}
(f:1, e:4, v:1)[13]
2n 2n面形半形 n n 1 2n面形 f:2n, e:2n, v:2 2n边形二面体半形 (不一定)
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多边形二面体半形

多边形二面体是指多边形在三维空间中不会仅有一个面,其正面与反面会成对出现,因此称为多边形二面体。而成对出现的面(正面与反面)则满足多面体半形的定义,仅要原始多边形具备点对称特性及可取半形,例如正方形二面体可以取半形体,成为正方形二面体半形。[9][14]

多边形二面体半形是一种多面体半形,属于抽象正多面体,有著多边形二面体一半的面。其对应于图论中的循环图[15]仅有偶数边数的多边形二面体可以存在多面体半形。2p边形二面体半形具有1个面、p条边和p个顶点,亏格为1,在施莱夫利符号中可以用{2p,2}/2表示。[9][15]

前几个多边形二面体半形性质如下:

更多信息 n, 名称 ...
n 名称 施莱夫利符号 顶点 原始立体 原始立体的元素数
f:面, e:边, v:顶点
对偶多面体 皮特里对偶
4 Thumb
正方形二面体半形
{4,2}4[9] 1 2 2 正方形二面体 f:2, e:4, v:4 四面形半形[16] (自身皮特里对偶)[16]
6 Thumb
六边形二面体半形
{6,2}3[9] 1 3 3 六边形二面体 f:2, e:6, v:6 六面形半形 三角形二面体
(f:2, e:3, v:3)[17]
8 Thumb
八边形二面体半形
{8,2}8[9] 1 4 4 八边形二面体 f:2, e:8, v:8 八面形半形[18] (自身皮特里对偶)[18]
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参考文献

外部链接

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