일반 복합 폴리곤
Regular complex polygon![]() 이 복잡한 폴리곤은 a..h로 라벨이 붙은 8개의 가장자리(복잡한 선)와 16개의 꼭지점을 가지고 있다.각 가장자리에는 정점 4개가 있고 각 꼭지점에는 두 개의 가장자리가 교차한다.왼쪽 이미지에서 윤곽선 정사각형은 폴리토프의 요소가 아니라 단지 같은 복잡한 선에 놓여 있는 정점을 식별하는 데 도움을 주기 위해 포함되어 있다.왼쪽 이미지의 팔각형 둘레는 폴리토프의 요소가 아니라 페트리 폴리곤이다.[1]중간 이미지에서 각 가장자리는 실제 선으로 표현되며 각 선에 있는 네 개의 꼭지점이 더 선명하게 보인다. | ![]() 16개의 꼭지점을 크고 검은 점으로, 8개의 4-edge를 각 가장자리 내 경계 정사각형으로 나타내는 원근 스케치.녹색 길은 왼손 이미지의 팔각형 둘레를 나타낸다. |

기하학에서 일반 복합 폴리곤은 실제 공간의 일반 폴리곤을 복잡한 힐버트 공간의 유사 구조로 일반화한 것으로, 각 실제 차원에는 가상의 폴리곤이 수반된다.일반 폴리곤은 의 실제 치수 R 2 복합 폴리곤은 2 으로 실제 표현을 할 수 있는 이 두 개의 복합 폴리곤이 두 개의 복잡한 차원으로 표시되어야 한다.2 또는 3개의 실제 치수를 시각화해야 한다.복합 폴리곤은 에서 복합 폴리토프로 일반화된다
복잡한 다각형은 복잡한 점, 선, 평면 등의 집합체로 이해될 수 있는데, 여기서 모든 점은 여러 선의 접합점, 여러 평면의 모든 선 등의 결합점이다.
일반 복합 폴리곤은 완전히 특징지어졌으며, 콕시터가 개발한 상징적 표기법을 사용하여 설명할 수 있다.
일반 복합 폴리곤
1-폴리토프는 p를 무제한으로 가질 수 있지만, 이중 프리즘 폴리곤 {4}2을(를) 제외한 유한 일반 복합 폴리곤은 5-에지(펜타곤 가장자리) 원소로 제한되며, 무한정 일반 아페리오곤도 6-에지(헥사형 가장자리) 원소를 포함한다.
공증
셰퍼드 변형 슐레플리 표기법
셰퍼드(Shephard)는 원래 슐래플리의 일반 폴리토페스에 대한 표기법을 변형한 형태를 고안했다.p-edge로1 경계된 폴리곤에 대해, p-set를2 정점 그림으로 하고, p-set를 순서 g의 전체 대칭 그룹으로 하고, 폴리곤을1 p(g)p로2 나타낸다.
이때 정점 V의 수는 g/p이고2 가장자리 E의 수는1 g/p이다.
위에서 설명한 복합 폴리곤은 8개의 사각 모서리(p1=4)와 16개의 꼭지점(p2=2)이 있다.여기서 우리는 수정된 Schléfli 기호 4(32)2를 제공하는 g = 32를 알아낼 수 있다.
콕세터의 개정 슐레플리 표기법
보다 현대적인 표기법 {q}p2은 콕시터(Coxeter)에 기인하며,[2] 집단 이론에 근거한다.대칭군으로서, 그것의 상징은 [q]p2이다.
대칭군[q]p2은 2개의 발전기 R1, R으로2 표시되며 여기서1p1: R = R2p2 = I. q가 짝수이면 (RR21)q/2 = (RR12). q/2q가 홀수이면 (RR21)(q−1)/2R2 = (RR12)(q−1)/2R1.q가 홀수일 때는1 p=p2.
[4]2의 경우 R14 = R22 = I, (RR21)2 = (RR12)2가 있다.
[5]3의 경우 R13 = R23 = I, (RR21)2R2 = (RR12)2R이1 있다.
콕시터-딘킨 도표
Coxeter는 또한 복잡한 폴리토페스에 Coxeter-Dynkin 다이어그램의 사용을 일반화했다. 예를 들어 복합 폴리곤 {q}r이(가) 표현되고 등가 대칭 그룹인 [q]r은 링이 없는 다이어그램이다.노드 p와 r은 평면에서 p와 r 이미지를 생성하는 미러를 나타낸다.다이어그램에 라벨이 부착되지 않은 노드에는 2개의 라벨이 내재되어 있다.예를 들어 실제 일반 폴리곤은 {q},2 {q} 또는 .
한 가지 제한 사항, 홀수 분기 주문에 의해 연결된 노드는 동일한 노드 주문을 가져야 한다.그렇지 않으면, 이 그룹은 요소들이 겹치는 "별" 다각형을 만들 것이다.그래서 평범하고, 반면에 별빛은 좋다.
12개 어레듀커블 셰퍼드 그룹
![]() 부분군 지수 관계를 가진 12개의 수정 불가능한 Shephard 그룹.[3] | ![]() <5,3,2>,30 <4,3,2>,12 <3,3,2>6부터의 부분군. |
부분군은 하나의 반사를 제거함으로써 관련된다. p[2q]2 --> [q],p 색인 2와 [4]q --> [q],p 색인 q. |
Coxeter는 이 복합폴리곤 을 C 2 mathb {C} 일반 복합 폴리곤, {q}r 또는 에는 p-edge와 r-곤 정점 수치가 있다.p{q}r은(p + r)q > pr(q - 2)일 경우 유한 폴리토프다.
그것의 대칭은 콕시터 그룹과 유사하게 셰퍼드 그룹이라고 불리는 [q]r로 쓰이면서 동시에 단일 반사도 허용된다.
비별 그룹의 경우, [q]r의 순서는 g= 8/ (/ + 2/ + 1 / / -)- 스타일 [4]
The Coxeter number for p[q]r is , so the group order can also be computed as . A regular complex polygon can be drawn in orthogonal projection with h-gonal symmetry.
복잡한 다각형을 생성하는 2위 솔루션은 다음과 같다.
그룹 | G3 = G(q,1,1) | G2 = G(p,1,2) | G4 | G6 | G5 | G8 | G14 | G9 | G10 | G20 | G16 | G21 | G17 | G18 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2[q]2, q = 3,4... | p[4]2, p = 2,3... | 3[3]3 | 3[6]2 | 3[4]3 | 4[3]4 | 3[8]2 | 4[6]2 | 4[4]3 | 3[5]3 | 5[3]5 | 3[10]2 | 5[6]2 | 5[4]3 | |
![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() ![]() | |
주문 | 2q | 2p2 | 24 | 48 | 72 | 96 | 144 | 192 | 288 | 360 | 600 | 720 | 1200 | 1800 |
h | q | 2p | 6 | 12 | 24 | 30 | 60 |
홀수 q,2 [3], [3],3 [3],3 [3], [3], [3],32 [3],22 [5],2 [5], 2[25], [7], [9],2 [11]2이 있다.
p와 r이 동일하지 않은 다른 전체 q는 , , , , , , 및 .와 같은 기본 도메인이 중첩된 별을 가진 그룹을 생성한다.
{q}r의 이중 폴리곤은 {q}p이다.{q}p 형식의 다각형은 자체 이중이다.[2q]2 형식의 그룹은 대칭[q]p이 절반이므로 일반 다각형은 quasiregular와 동일하다. 또한, 노드 순서가 같은 일반 다각형은 교대형 구조를 가지며, 인접 모서리가 두 가지 다른 색상이 되도록 한다.[5]
그룹 순서 g는 정점과 에지의 총 수를 계산하는 데 사용된다.그것은 꼭지점과 가장자리가 g/p 될 것이다.p=r일 때는 정점과 가장자리 수가 같다.이 조건은 q가 홀수일 때 필요하다.
행렬 생성기
그룹 p[q]r, 는 두 개의 행렬로 나타낼 수 있다.[6]
이름 | R1![]() | R2![]() |
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주문 | p | r |
매트릭스 |
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와 함께
- 예
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일반 복합 폴리곤의 열거
Coxeter는 일반 복합 폴리토페스의 표 III에 복합 폴리곤을 열거했다.[7]
그룹 | 주문 | 콕시터 번호를 붙이다 | 폴리곤 | 정점 | 가장자리 | 메모들 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
G(q,q,2) 2[q]2 = [q] q = 2,3,4,... | 2q | q | 2{q}2 | ![]() ![]() ![]() | q | q | {} | 리얼 레귤러 폴리곤 와 같다 q 짝수인 것과 같다. |
그룹 | 주문 | 콕시터 번호를 붙이다 | 폴리곤 | 정점 | 가장자리 | 메모들 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
G(p,1,2) p[4]2 p=2,3,4,... | 2p2 | 2p | p(2p2)2 | p{4}2 | ![]() ![]() ![]() | p2 | 2p | p{} | {}×{}p와 동일하거나 p-pduoprism으로 표현 |
2펜스2 | 2{4}p | ![]() ![]() ![]() | 2p | p2 | {} | p-p 듀오피라미드로 표현 | |||
G(2,1,2) 2[4]2 = [4] | 8 | 4 | 2{4}2 = {4} | ![]() ![]() ![]() | 4 | 4 | {} | {}×{}와 동일하거나 리얼 스퀘어 | |
G(3,1,2) 3[4]2 | 18 | 6 | 6(18)2 | 3{4}2 | ![]() ![]() ![]() | 9 | 6 | 3{} | {}×{}3와 동일하거나 3-3 duoprism으로 표현 |
2(18)3 | 2{4}3 | ![]() ![]() ![]() | 6 | 9 | {} | 3-3 듀오피라미드로 표현 | |||
G(4,1,2) 4[4]2 | 32 | 8 | 8(32)2 | 4{4}2 | ![]() ![]() ![]() | 16 | 8 | 4{} | {}×{}4와 동일하거나 4-4 듀오프리즘 또는 {4,3,3}으로 표현 |
2(32)4 | 2{4}4 | ![]() ![]() ![]() | 8 | 16 | {} | 4-4 듀오피라미드 또는 {3,4}으로 표현 | |||
G(5,1,2) 5[4]2 | 50 | 25 | 5(50)2 | 5{4}2 | ![]() ![]() ![]() | 25 | 10 | 5{} | {}×{}5와 동일하거나 5-5 듀오프리즘으로 표현 |
2(50)5 | 2{4}5 | ![]() ![]() ![]() | 10 | 25 | {} | 5-5 듀오피라미드로 표현 | |||
G(6,1,2) 6[4]2 | 72 | 36 | 6(72)2 | 6{4}2 | ![]() ![]() ![]() | 36 | 12 | 6{} | {}×{}6와 동일하거나 6-6 duoprism으로 표현 |
2(72)6 | 2{4}6 | ![]() ![]() ![]() | 12 | 36 | {} | 6-6 듀오피라미드로 표현 | |||
G4=G(1,1,2) 3[3]3 <2,3,3> | 24 | 6 | 3(24)3 | 3{3}3 | ![]() ![]() ![]() | 8 | 8 | 3{} | 뫼비우스-칸토르 구성 와 같은 자기 만족. {3,3,4}으로 표현 |
G6 3[6]2 | 48 | 12 | 3(48)2 | 3{6}2 | ![]() ![]() ![]() | 24 | 16 | 3{} | 와 같은 |
3{3}2 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
2(48)3 | 2{6}3 | ![]() ![]() ![]() | 16 | 24 | {} | ||||
2{3}3 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
G5 3[4]3 | 72 | 12 | 3(72)3 | 3{4}3 | ![]() ![]() ![]() | 24 | 24 | 3{} | 와 같은 자기 만족. {3,4,3}으로 표현 |
G8 4[3]4 | 96 | 12 | 4(96)4 | 4{3}4 | ![]() ![]() ![]() | 24 | 24 | 4{} | 와 같은 자기 만족. {3,4,3}으로 표현 |
G14 3[8]2 | 144 | 24 | 3(144)2 | 3{8}2 | ![]() ![]() ![]() | 72 | 48 | 3{} | 와 같은 |
3{8/3}2 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 와 같은 별 모양의 다각형 | |||||||
2(144)3 | 2{8}3 | ![]() ![]() ![]() | 48 | 72 | {} | ||||
2{8/3}3 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
G9 4[6]2 | 192 | 24 | 4(192)2 | 4{6}2 | ![]() ![]() ![]() | 96 | 48 | 4{} | 와 같은 |
2(192)4 | 2{6}4 | ![]() ![]() ![]() | 48 | 96 | {} | ||||
4{3}2 | ![]() ![]() ![]() | 96 | 48 | {} | 별이 총총한 다각형 | ||||
2{3}4 | ![]() ![]() ![]() | 48 | 96 | {} | 별이 총총한 다각형 | ||||
G10 4[4]3 | 288 | 24 | 4(288)3 | 4{4}3 | ![]() ![]() ![]() | 96 | 72 | 4{} | |
12 | 4{8/3}3 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
24 | 3(288)4 | 3{4}4 | ![]() ![]() ![]() | 72 | 96 | 3{} | |||
12 | 3{8/3}4 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
G20 3[5]3 | 360 | 30 | 3(360)3 | 3{5}3 | ![]() ![]() ![]() | 120 | 120 | 3{} | 와 같은 자기 만족. {3,3,5}으로 표현 |
3{5/2}3 | ![]() ![]() ![]() | 자화자찬, 별이 총총한 다각형 | |||||||
G16 5[3]5 | 600 | 30 | 5(600)5 | 5{3}5 | ![]() ![]() ![]() | 120 | 120 | 5{} | 와 같은 자기 만족. {3,3,5}으로 표현 |
10 | 5{5/2}5 | ![]() ![]() ![]() | 자화자찬, 별이 총총한 다각형 | ||||||
G21 3[10]2 | 720 | 60 | 3(720)2 | 3{10}2 | ![]() ![]() ![]() | 360 | 240 | 3{} | 와 같은 |
3{5}2 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
3{10/3}2 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 와 같은 별 모양의 다각형 | |||||||
3{5/2}2 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
2(720)3 | 2{10}3 | ![]() ![]() ![]() | 240 | 360 | {} | ||||
2{5}3 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
2{10/3}3 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
2{5/2}3 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | |||||||
G17 5[6]2 | 1200 | 60 | 5(1200)2 | 5{6}2 | ![]() ![]() ![]() | 600 | 240 | 5{} | 와 같은 |
20 | 5{5}2 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
20 | 5{10/3}2 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
60 | 5{3}2 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
60 | 2(1200)5 | 2{6}5 | ![]() ![]() ![]() | 240 | 600 | {} | |||
20 | 2{5}5 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
20 | 2{10/3}5 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
60 | 2{3}5 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
G18 5[4]3 | 1800 | 60 | 5(1800)3 | 5{4}3 | ![]() ![]() ![]() | 600 | 360 | 5{} | |
15 | 5{10/3}3 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
30 | 5{3}3 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
30 | 5{5/2}3 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
60 | 3(1800)5 | 3{4}5 | ![]() ![]() ![]() | 360 | 600 | 3{} | |||
15 | 3{10/3}5 | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
30 | 3{3}5 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 | ||||||
30 | 3{5/2}5 | ![]() ![]() ![]() | 별이 총총한 다각형 |
일반 복합 폴리곤의 시각화
2D 그래프
{2r}q 형식의 다각형은 p-edge의 q 컬러 세트로 시각화할 수 있다.각각의 p-edge는 얼굴이 없는 반면, 일반 다각형으로 보인다.
- 복합 다각형 {r}q
{4}q 형태의 다각형을 일반화된 직교라고 한다.그들은 정점을 4D q-q 듀오피라미드와 공유하며, 정점은 2-edge로 연결된다.
2{4},3 정점 6개 및 가장자리 9개 포함[8]
- 복합 다각형 {4}2
{4}2 형식의 다각형을 일반화된 하이퍼큐브(다각형용 사각형)라고 한다.그들은 4D p-p 듀오프리스ms, p-edge로 연결된 정점과 정점을 공유한다.정점은 녹색으로 그리고 p-edge는 빨강과 파랑으로 번갈아 그려진다.홀수 치수가 겹치는 정점을 중심에서 이동하기 위해 원근법이 약간 왜곡된다.
3{4},2 또는 , 9개의 꼭지점 및 6개(정점) 3-점수[9]
- 복합 다각형 {r}2
3{6},2 또는 , 검은색 24개의 꼭지점, 빨간색과 파란색[10] 3개 세트의 2개 세트에 16개의 3개 색상이 있음
3{8},2 또는 , 검정색에 72개의 꼭지점, 빨간색과 파란색에[11] 3개 세트의 3개 세트에 48개의 3개 색상이 있음
- 복합 폴리곤, {r}p
{r}p 형식의 다각형은 정점과 가장자리 수가 같다.그들은 또한 자기 이중적이다.
24개의 꼭지점과 24개의 3개의 3개 세트가 3개의 색상 세트로 표시된 3{4},3 또는 , 한 세트가[13] 채워짐
4가지 색상[14] 세트로 표시된 24개의 꼭지점 및 24개의 4개의 4-세로 구성된 4{3},4 또는 ,
3{35}, 또는 , 정점 120개 및 3-점[15] 120개
정점이 120개이고 5개의[16] 정점이 120개5 있는 {3}5 또는 ,
3D 관점
복잡한 다각형 {4}2의 3D 투영 투영은 복잡한 다각형의 포인트 에지 구조를 보여줄 수 있지만 스케일은 보존되지 않는다.
듀얼 {4}:p 에지 내부에 정점을 추가하고, 정점 대신 에지를 추가하면 나타난다.
퀘이레겔 폴리곤
4각형 다각형은 일반 다각형을 잘라낸 것이다.Quasiregular 폴리곤에는 일반 폴리곤과 의 대체 가장자리가 포함되어 있다.Quasiregular polygon은 정규 형태의 p-edge에 p 정점을 가지고 있다.
메모들
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 11.3 Petrie Polygon, 11.3 Petrie Polygon, 어떤 비별의 일반 복합 폴리곤의 반사를 발생시키는 두 제품의 곱에 대해 국기(O0,OO01)의 궤도에 의해 형성된 단순한 h-곤, p1{q}p2.
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, p. xiv
- ^ Coxeter, 복합 일반 폴리토페스, 페이지 177, 표 III
- ^ 레러 & 테일러 2009, 페이지 87
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 표 IV.정규 다각형 178-179페이지
- ^ 복합 폴리토페스, 8.9 2차원 케이스, 페이지 88
- ^ 일반 복합 폴리토페스, 콕시터, 페이지 177–179
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 108
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 108
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 109
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 111
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 30 다이어그램 및 페이지 47 지수 8개 3개 에지
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 110
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 110
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 48
- ^ Coxeter, 일반 복합 폴리토페스, 페이지 49
참조
- Coxeter, H. S. M. 및 Moser, W. O. J.; 이산 그룹을 위한 생성자와 관계(1965) esp 67-80.
- Coxeter, H.S.M. (1991), Regular Complex Polytopes, Cambridge University Press, ISBN 0-521-39490-2
- Coxeter, H. S. M. and Shephard, G.C.; 복잡한 폴리토페스 계열의 초상화, 레오나르도 Vol 25, No 3/4, (1992), 페이지 239–244,
- 셰퍼드, G.C.; 규칙적인 복합 폴리토페스, 프로크. 런던 수학. Soc. 시리즈 3, 2, (1952), 페이지 82–97.
- G. C. 셰퍼드, J. A.Todd, 유한한 단일 반사 그룹, 캐나다 수학 저널. 6(1954년), 274–304 [1][permanent dead link]
- 구스타프 1세레러와 도널드 E.테일러, 케임브리지 대학 출판부, 2009년 유니티 리플렉션 그룹