三面形(英語:Trigonal hosohedron、Triangular hosohedron或3-hosohedron[1])是以三角形基底多面形,表示三個鑲嵌在球面上的球弓形英語Spherical lune,為球面三面體的一種[2],由3個、3條和2個頂點組成,在施萊夫利符號中利用{2,3}來表示[3],其對偶多面體三角形二面體

Quick Facts 類別, 對偶多面體 ...
三面形
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類別多面形均勻多面體、球面鑲嵌
對偶多面體三角形二面體在維基數據編輯
數學表示法
考克斯特符號
英語Coxeter-Dynkin diagram
node 3 node 2 node_1 
施萊夫利符號{2,3}在維基數據編輯
威佐夫符號
英語Wythoff symbol
3 | 2 2
性質
3
3
頂點2
歐拉特徵數F=3, E=3, V=2 (χ=2)
組成與佈局
面的種類二角形
頂點佈局
英語Vertex_configuration
23
對稱性
對稱群D3h, [2,3], (*223), 12階
旋轉對稱群
英語Rotation_groups
D3, [2,3]+, (223), order 12
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性質

三面形是一個退化多面體,其無法擁有體積。三面形由3個二角形組成,每個頂點都是3個二角形的公共頂點。正三面形的每個面都是正二角形,且每個頂點都是3個正二角形的公共頂點,因此正三面形也可以視為一種正多面體,但是因為其已退化,因此不會與柏拉圖立體一同討論,但可以視為一種正則地區圖[3]

三面形具有 D3h, [2,3], (*223) 的對稱性和 D3, [2,3]+ 的旋轉對稱性,且階數為12,在考克斯特符號中用node 3 node 2 node_1 表示。

三面形可以經由一角形二面體透過截角變換而得[註 1][3]

三面形可以截角為三角柱,也可以交錯截角為正四面體[4]

皮特里三面形

三面形的皮特里多邊形是一種具有6條邊和6個頂點的退化扭歪多邊形[3],其邊兩兩共用,六個頂點每三個互相共用。三面形的皮特里對偶由一個前述的六邊形組成,並且該六邊形在每個頂點的周圍,以正則地區圖的模式自我相鄰3次[5],因此在施萊夫利符號中可以用{6,3}(1,1)來表示[3]

三面形的皮特里對偶共由1個面、3條邊和2個頂點組成,可以視為一面體的一種,是一個可定向曲面[5],作為正則地區圖可以具象化為一種環形多面體,在施萊夫利符號中表示為{6,3}1,0[7]

環形多面體的展開圖
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{6,3}1,0
由1個面、3條稜和2個頂點組成
(v:2, e:3, f:1)

對偶多面體

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球面上的三角形二面體,三面形的對偶多面體

三面形的對偶多面體三角形二面體(Triangular dihedron或Trigonal dihedron),又稱為雙三角形(di-triangle[8]),是一種多邊形二面體,由2個三角形面、三條邊和三個頂點組成。期兩個三角形已背對背的方式互相連接,與截半三面形類似,但沒有像截半三面形那樣在邊與邊的連接處存在兩角形(三角形二面體截半的結果也是截半三面形)。[8]

正三角形二面體是指由兩個正三角形背對背貼合所形成的幾何體,由於其組成面皆為正多邊形,且所有邊等長、所有角等角,因此可以視為一種退化的正多面體,其在施萊夫利符號中以{3,2}表示,代表由2個施萊夫利符號表示為{3}的正三角形組成。[9]

做為一個球面鑲嵌,球面的正三角形二面體由2個球形三角形組成,其在球面的大圓上共用3個相同的頂點;球面正三角形二面體的每個正三角形面都恰好填滿了一個半球。這兩個球面正三角形在球面的大圓赤道上等距地分佈。

三角形二面體的皮特里對偶為六邊形二面體半形[8][10],即六邊形二面體的多面體半形,這意味着三角形二面體的皮特里多邊形為六邊形[8],該六邊形的頂點兩兩共用,或可以是圍繞三角形兩圈構成的六邊形[10]

截半三面形

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截半三面形

截半三面形是指三面形經過截半變換後的結果,即三面形節去所有頂點至邊的中點。所形成的立體由2個三角形截面和3個二角形原始面組成。2個三角形面以類似多邊形二面體的方式貼合,而3個二角形則位於貼合邊上,圍繞三角形面一圈,類似於一串香腸串的樣式[11],因此又稱為三角香腸面形(3-lucanicohedron)[12]

截半三面形共由5個面、6條邊和3個頂點組成,在其5個面中有2個三角形面和3個二角形面,其3個頂點皆為2個二角形和2個三角形的公共頂點。由於截半三面形由兩種面組成(二角形和三角形),因此其不算是正則地區圖,僅能算做擬正則地區圖。截半三面形也是三角形二面體經過截半變換後的結果。[12]

截角三角形二面體

截角三角形二面體是一個與截半三面形類似的幾何體,其同樣有3個二角形面,但兩個三角形面變為兩個六邊形面,六邊形面同樣背對背貼合,3個二角形面交錯地分佈在六邊形的邊上的貼和處,無二角形面的六邊形-六邊形貼和處則是直接貼合,因此其頂點圖變為兩個六邊形和一個二角形的公共頂點。

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截角三角形二面體
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截半三面形

相關多面體

三面形是三角形二面體對偶多面體[3],因此與三角形二面體具有相同的對稱性,其可以衍生出一些相關的多面體:

More information [3,2]+, (322), 半正對偶 ...
半正三角形二面體球面多面體
對稱群英語List of spherical symmetry groups[3,2], (*322) [3,2]+, (322)
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{3,2}
章節
t{3,2}
章節
r{3,2}
章節
2t{3,2}=t{2,3} 2r{3,2}={2,3} rr{3,2} tr{3,2} sr{3,2}
半正對偶
node_f1 3 node 2 node  node_f1 3 node_f1 2 node  node 3 node_f1 2 node  node 3 node_f1 2 node_f1  node 3 node 2 node_f1  node_f1 3 node 2 node_f1  node_f1 3 node_f1 2 node_f1  node_fh 3 node_fh 2 node_fh 
V32 V62 V32 V4.4.3 V23 V4.4.3 V4.4.6 V3.3.3.3
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More information 球面鑲嵌, 歐式鑲嵌 仿緊空間 ...
正多面形系列
球面鑲嵌 歐式鑲嵌
仿緊空間
雙曲鑲嵌
非緊空間
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... iπ
一面形 二面形 三面形 四面形 五面形 六面形 七面形 八面形 九面形 十面形 十一面形 十二面形 無限面形 超無限面形
node_1 2 node 
{2,1}
node_1 2 node 2 node 
{2,2}
node_1 2 node 3 node 
{2,3}
node_1 2 node 4 node 
{2,4}
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{2,5}
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{2,6}
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{2,7}
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{2,8}
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{2,9}
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{2,10}
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{2,11}
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{2,12}
node_1 2 node infin node 
{2,∞}
node_1 2 node ultra node 
{2,iπ/λ}
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參見

註釋

參考文獻

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