三面形(英語:Trigonal hosohedron、Triangular hosohedron或3-hosohedron[1])是以三角形為基底的多面形,表示三個鑲嵌在球面上的球弓形,為球面三面體的一種[2],由3個面、3條邊和2個頂點組成,在施萊夫利符號中利用{2,3}來表示[3],其對偶多面體是三角形二面體。
性質
三面形是一個退化的多面體,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表示。
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]。
{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
三面形的對偶多面體為三角形二面體(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
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。
截角三角形二面體 |
截半三面形 |
相關多面體
三面形是三角形二面體的對偶多面體[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:
參見
註釋
參考文獻
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