Jump to content

Усеченные 24 ячейки


24-ячеечный

Усеченный 24-клеточный

Усеченный 24-ячеечный
Диаграммы Шлегеля с центром в одной [3,4] (ячейки напротив [4,3])

В геометрии усеченный 24-клеточный — это однородный 4-мерный многогранник (4-мерный однородный многогранник ), образованный как усечение обычного 24-клеточного .

Существует две степени усечения, включая побитовое усечение .

Усеченный 24-клеточный

[ редактировать ]

Диаграмма Шлегеля
Усеченный 24-клеточный
Тип Равномерный 4-многогранник
Символы Шлефли т{3,4,3}
тр{3,3,4}=
т{3 1,1,1 } =
Диаграмма Кокстера

Клетки 48 24 4.6.6
24 4.4.4
Лица 240 144 {4}
96 {6}
Края 384
Вершины 192
Вершинная фигура
равносторонняя треугольная пирамида
Группа симметрии Ф 4 [3,4,3], порядок 1152
Подгруппа вращения [3,4,3] + , заказать 576
Подгруппа коммутатора [3 + ,4,3 + ], заказ 288
Характеристики выпуклый
Единый индекс 23 24 25

Усеченный 24-клеточный или усеченный икоситетрахорон — это однородный 4-мерный многогранник (или однородный 4-многогранник ), который ограничен 48 ячейками : 24 кубами и 24 усеченными октаэдрами . Каждая вершина соединяет три усеченных октаэдра и один куб в равностороннюю треугольную вершинную фигуру пирамиды .

Строительство

[ редактировать ]

Усеченную 24-клетку можно построить из многогранников с тремя группами симметрии:

Группа Коксетера = [3,4,3] = [4,3,3] = [3,3 1,1 ]
Символ Шлефли т{3,4,3} тр{3,3,4} т{3 1,1,1 }
Заказ 1152 384 192
Полный
симметрия
группа
[3,4,3] [4,3,3] <[3,3 1,1 ]> = [4,3,3]
[3[3 1,1,1 ]] = [3,4,3]
Диаграмма Кокстера
Фасеты 3:
1:
2:
1:
1:
1,1,1:
1:
Вершинная фигура

Это также зонотоп : он может быть сформирован как сумма Минковского шести отрезков, соединяющих противоположные пары среди двенадцати перестановок вектора (+1,-1,0,0).

Декартовы координаты

[ редактировать ]

Декартовы координаты вершин усеченной 24-ячейки с длиной ребра sqrt(2) представляют собой перестановки координат и комбинации знаков:

(0,1,2,3) [4!×2 3 = 192 вершины]

Двойная конфигурация имеет координаты при всех перестановках координат и знаки

(1,1,1,5) [4×2 4 = 64 вершины]
(1,3,3,3) [4×2 4 = 64 вершины]
(2,2,2,4) [4×2 4 = 64 вершины]

Структура

[ редактировать ]

24 кубические ячейки соединены своими квадратными гранями с усеченными октаэдрами; и 24 усеченных октаэдра соединены друг с другом своими шестиугольными гранями.

Прогнозы

[ редактировать ]

Параллельная проекция усеченных 24 ячеек в трехмерное пространство, сначала усеченный октаэдр, имеет следующую схему:

  • Оболочка проекции представляет собой усеченный кубооктаэдр .
  • Два усеченных октаэдра выступают на усеченный октаэдр, лежащий в центре оболочки.
  • Шесть кубических объемов соединяют квадратные грани этого центрального усеченного октаэдра с центром восьмиугольных граней большого ромбокубооктаэдра. Это изображения 12 кубических ячеек, по паре ячеек на каждое изображение.
  • 12 квадратных граней большого ромбокубооктаэдра являются изображениями остальных 12 кубов.
  • Шесть восьмиугольных граней большого ромбокубооктаэдра являются изображениями шести усеченных октаэдров.
  • 8 (неоднородных) усеченных октаэдрических объемов, лежащих между шестиугольными гранями проекционной оболочки и центральным усеченным октаэдром, являются образами остальных 16 усеченных октаэдров, по паре ячеек на каждое изображение.

Изображения

[ редактировать ]
орфографические проекции
Самолет Коксетера FF4
График
Двугранная симметрия [12]
Самолет Коксетера Б3 ) /А2 ( а Б 3 / А 2 (б)
График
Двугранная симметрия [6] [6]
Самолет Коксетера Б 4 Б2 / А3
График
Двугранная симметрия [8] [4]

Диаграмма Шлегеля
( видны кубические ячейки)

Диаграмма Шлегеля
Видны 8 из 24 усеченных октаэдрических ячеек.

Стереографическая проекция
В центре усеченного тетраэдра
Сети

Усеченный 24-клеточный

От двух до усеченных 24 ячеек
[ редактировать ]

Выпуклая оболочка усеченной 24-клетки и ее двойника (в предположении, что они конгруэнтны) представляет собой неоднородный полихорон, состоящий из 480 ячеек: 48 кубов , 144 квадратных антипризм , 288 тетраэдров (в виде тетрагональных дисфеноидов) и 384 вершин. Его вершинная фигура представляет собой шестигранный треугольный купол .


Вершинная фигура

Усеченный 24-ячеечный

[ редактировать ]
Усеченный 24-ячеечный

Диаграмма Шлегеля с центром в усеченном кубе со скрытыми альтернативными ячейками.
Тип Равномерный 4-многогранник
Символ Шлефли 2т{3,4,3}
Диаграмма Кокстера
Клетки 48 ( 3.8.8 )
Лица 336 192 {3}
144 {8}
Края 576
Вершины 288
Краевая фигура 3.8.8
Вершинная фигура
тетрагональный дисфеноид
двойной многогранник Дисфеноидальный 288-клеточный
Группа симметрии Аут (F 4 ), [[3,4,3]], заказ 2304
Характеристики выпуклый , изогональный , изотоксальный , изохорный
Единый индекс 26 27 28
Сеть

Усеченный 24-ячеечный . 48-клеточный , или тетраконтоктахорон — это 4-мерный однородный многогранник (или однородный 4-многогранник ), полученный из 24-клеточного .

Э. Л. Эльте идентифицировал его в 1912 г. как полуправильный многогранник.

Он создается путем усечения 24 ячеек (усечения на полпути к глубине, которая дает двойную 24 ячейки).

Будучи однородным 4-многогранником, он вершинно-транзитивен . Кроме того, он является клеточно-транзитивным , состоящим из 48 усеченных кубов , а также реберно-транзитивным , с 3 ячейками усеченных кубов на ребро и с одним треугольником и двумя восьмиугольниками вокруг каждого ребра.

48 ячеек усеченной 24-ячейки соответствуют 24 ячейкам и 24 вершинам 24-ячейки. Таким образом, центры 48 клеток образуют корневую систему типа F 4 .

Его вершинная фигура представляет собой тетрагональный дисфеноид , тетраэдр с двумя противоположными ребрами длиной 1 и всеми четырьмя боковыми ребрами длиной √(2+√2).

Альтернативные названия

[ редактировать ]

Структура

[ редактировать ]

Усеченные кубы соединены друг с другом восьмиугольными гранями в противоположной ориентации; я. т. е. два смежных усеченных куба повернуты на 45 градусов относительно друг друга так, что никакие две треугольные грани не имеют общего ребра.

Последовательность усеченных кубов, соединенных друг с другом противоположными восьмиугольными гранями, образует цикл из 8. Каждый усеченный куб принадлежит 3 таким циклам. С другой стороны, последовательность усеченных кубов, соединенных друг с другом противоположными треугольными гранями, образует цикл из 6. Каждый усеченный куб принадлежит 4 таким циклам.

В матрице конфигурации показаны все счетчики инцидентов между элементами. Диагональные числа f-вектора получаются с помощью конструкции Витхоффа , разделяющей полный групповой порядок на подгрупповый порядок путем удаления одного зеркала за раз. Ребра существуют в 4 положениях симметрии. У квадрата 3 позиции, у шестиугольника 2 позиции, у восьмиугольника одна. Наконец, существуют 4 типа ячеек, сосредоточенных в 4 углах фундаментального симплекса. [1]

FF4 к -лицо ж к ж 0 ж 1 ff2 f 3 к -фигура Примечания
А 1 А 1 ( ) ж 0 288 2 2 1 4 1 2 2 с{2,4} Ф 4 1 А 1 = 288
{ } ж 1 2 288 * 1 2 0 2 1 { }v( )
2 * 288 0 2 1 1 2
А 2 А 1 {3} ff2 3 3 0 96 * * 2 0 { } Ф 4 2 А 1 = 1152/6/2 = 96
BБ2 т{4} 8 4 4 * 144 * 1 1 Ф 4 2 = 1152/8 = 144
А 2 А 1 {3} 3 0 3 * * 96 0 2 Ф 4 2 А 1 = 1152/6/2 = 96
BБ3 т{4,3} f 3 24 24 12 8 6 0 24 * ( ) Ф 4 3 = 1152/48 = 24
24 12 24 0 6 8 * 24

Координаты

[ редактировать ]

Декартовы координаты усеченной 24-ячейки с длиной ребра 2 представляют собой перестановки координат и знака:

(0, 2+√2, 2+√2, 2+2√2)
(1, 1+√2, 1+√2, 3+2√2)

Прогнозы

[ редактировать ]

Проекция в 2 измерения

[ редактировать ]
орфографические проекции
Самолет Коксетера FF4 Б 4
График
Двугранная симметрия [[12]] = [24] [8]
Самолет Коксетера Б3 / А2 Б2 / А3
График
Двугранная симметрия [6] [[4]] = [8]

Проекция в 3 измерения

[ редактировать ]
орфографический Перспектива
Следующая анимация показывает ортогональную проекцию усеченных 24 ячеек в 3 измерения. Сама анимация представляет собой перспективную проекцию статического 3D-изображения в 2D с добавлением вращения, чтобы сделать его структуру более наглядной.

Изображения 48 усеченных кубиков расположены следующим образом:
  • Центральный усеченный куб — ​​это ячейка, ближайшая к точке обзора 4D, выделенная, чтобы ее было легче увидеть. Чтобы уменьшить визуальный беспорядок, вершины и ребра, лежащие на этом центральном усеченном кубе, опущены.
  • Этот центральный усеченный куб окружают 6 усеченных кубов, прикрепленных восьмиугольными гранями, и 8 усеченных кубов, прикрепленных треугольными гранями. Эти ячейки сделаны прозрачными, чтобы была видна центральная ячейка.
  • 6 внешних квадратных граней проекционной оболочки — это изображения еще 6 усеченных кубов, а 12 продолговатых восьмиугольных граней проекционной оболочки — изображения еще 12 усеченных кубов.
  • Остальные ячейки были исключены, поскольку они лежат на дальней стороне усеченных 24 ячеек и скрыты с точки зрения 4D. К ним относятся антиподальный усеченный куб, который проецировался бы в тот же объем, что и выделенный усеченный куб, с шестью другими усеченными кубами, окружающими его и прикрепленными восьмиугольными гранями, и восемью другими окружающими его усеченными кубами, прикрепленными через треугольные грани.
Следующая анимация показывает перспективную проекцию усеченных 24 ячеек в трех измерениях. Ее структура такая же, как и у предыдущей анимации, за исключением некоторого ракурса из -за перспективной проекции.

Стереографическая проекция
[ редактировать ]

Правильный косой многогранник {8,4|3} существует в 4-мерном пространстве с 4 восьмиугольниками вокруг каждой вершины в зигзагообразной неплоской вершинной фигуре. Эти восьмиугольные грани можно увидеть на 24-ячейке с усеченными битами, в которой используются все 576 ребер и 288 вершин. 192 треугольные грани усеченной 24-ячейки можно рассматривать как удаленные. Двойственный правильный косой многогранник {4,8|3} аналогичным образом связан с квадратными гранями 24-клеточного сусечатого многогранника .

Дисфеноидальный 288-клеточный

[ редактировать ]
Дисфеноидальный 288-клеточный
Тип идеальный [2] полихорон
Символ ф 1,2 Ф 4 [2]
(1,0,0,0) Ф 4 ⊕ (0,0,0,1) Ф 4 [3]
Коксетер
Клетки
288 конгруэнтных тетрагональных дисфеноидов.
Лица 576 конгруэнтных равнобедренных
(2 коротких края)
Края 336 192 длины
144 длины
Вершины 48
Вершинная фигура
( Октаэдр Триакиса )
Двойной Усеченный 24-ячеечный
Группа Коксетера Аут (F 4 ), [[3,4,3]], заказ 2304
Вектор орбиты (1, 2, 1, 1)
Характеристики выпуклый , изохорный

Дисфеноидальная 288-ячеечная является двойником усеченной 24-клеточной . Это 4-мерный многогранник (или полихорон ), полученный из 24-клеточного . Он создается путем удвоения и вращения 24-ячеечной ячейки, а затем построения выпуклой оболочки .

Будучи двойником однородного полихорона, он клеточно-транзитивен и состоит из 288 конгруэнтных тетрагональных дисфеноидов . Кроме того, он вершинно-транзитивен относительно группы Aut(F 4 ). [3]

Изображения

[ редактировать ]
Ортогональные проекции
Самолеты Кокстера BБ2 BБ3 FF4
дисфеноидальный
288-ячеечный
Битусеченный
24-ячеечный

Геометрия

[ редактировать ]

Вершины 288-ячейки представляют собой в точности 24 единичных кватерниона Гурвица с квадратом нормы 1, объединенные с 24 вершинами двойственной 24-клетки с квадратом нормы 2, спроецированными на единичную 3-сферу . Эти 48 вершин соответствуют бинарной октаэдрической группе 2O или <2,3,4>, порядка 48.

Таким образом, 288-ячейка - единственный неправильный 4-многогранник, который представляет собой выпуклую оболочку кватернионной группы, игнорируя бесконечное количество дициклических (так же, как бинарные диэдральные) группы; обычные - 24-ячеечные (≘ 2T или <2,3,3>, порядок 24) и 600-ячеечные (≘ 2I или <2,3,5>, порядок 120). ( 16-ячейка соответствует бинарной группе диэдра 2D 2 или <2,2,2>, порядок 16.)

Вписанная 3-сфера имеет радиус 1/2+ 2/4 ≈ 0,853553 и касается 288-ячейки в центрах 288-тетраэдров, которые являются вершинами двойственно усеченной 24-ячейки.

Вершины можно раскрасить в два цвета , скажем, в красный и желтый, причем 24 единицы Гурвица — в красный, а 24 двойные — в желтый, причем желтая 24-ячейка конгруэнтна красной. Таким образом, произведение двух кватернионов одинакового цвета имеет красный цвет, а произведение двух кватернионов смешанных цветов — желтый.

Область Слой Широта красный желтый
Северное полушарие 3 1 1 0
2 2 /2 0 6
1 1/2 8 0
Экватор 0 0 6 12
Южное полушарие –1 –1/2 8 0
–2 2 /2 0 6
–3 –1 1 0
Общий 24 24

/2,x,y,z) появятся 6 желтых вершин Разместив фиксированную красную вершину на северном полюсе (1,0,0,0), в следующей, более глубокой «широте» в точке ( √ 2 , за которыми следуют 8 красных вершин. на широте (1/2,x,y,z). Полные координаты заданы как линейные комбинации кватернионных единиц. , которые одновременно можно принять за элементы группы 2O . Следующая, более глубокая широта — это гиперплоскость экватора, пересекающая 3-сферу в 2-сфере, населенной 6 красными и 12 желтыми вершинами.

Слой 2 представляет собой 2-сферу, описывающую правильный октаэдр, ребра которого имеют длину 1. У тетраэдра с вершиной северного полюса одно из этих ребер является длинным ребром, 2 вершины которого соединены короткими ребрами с северным полюсом. Еще одно длинное ребро идет от северного полюса в слой 1 , а короткое ребро 2 оттуда - в слой 2 .

Имеется 192 длинных ребра длиной 1, соединяющих одинаковые цвета, и 144 коротких ребра длиной 2– 2 ≈ 0,765367, соединяющих смешанные цвета. 192*2/48 = 8 длинных и 144*2/48 = 6 коротких, то есть вместе в любой вершине сходятся 14 ребер.

576 граней равнобедренные, с 1 длинным и 2 короткими краями, все конгруэнтны. Углы при основании arccos( 4+ 8/4 ) ≈ 49,210°. 576*3/48 = 36 граней сходятся в вершине, 576*1/192 = 3 на длинном ребре и 576*2/144 = 8 на коротком.

288 ячеек представляют собой тетраэдры с 4 короткими рёбрами и 2 антиподальными и перпендикулярными длинными рёбрами, одно из которых соединяет 2 красные, а другое 2 жёлтые вершины. Все клетки конгруэнтны. 288*4/48 = 24 ячейки встречаются в вершине. 288*2/192 = 3 клетки сходятся по длинному краю, 288*4/144 = 8 по короткому. 288*4/576 = 2 клетки встречаются в треугольнике.

[ редактировать ]
Д 4 равномерная полихора








{3,31,1}
h{4,3,3}
2r{3,31,1}
h3{4,3,3}
t{3,31,1}
h2{4,3,3}
2t{3,31,1}
h2,3{4,3,3}
r{3,31,1}
{31,1,1}={3,4,3}
rr{3,31,1}
r{31,1,1}=r{3,4,3}
tr{3,31,1}
t{31,1,1}=t{3,4,3}
sr{3,31,1}
s{31,1,1}=s{3,4,3}

B 4 : Семейство однородных многогранников

Многогранники симметрии B4
Nametesseractrectified
tesseract
truncated
tesseract
cantellated
tesseract
runcinated
tesseract
bitruncated
tesseract
cantitruncated
tesseract
runcitruncated
tesseract
omnitruncated
tesseract
Coxeter
diagram

=

=
Schläfli
symbol
{4,3,3}t1{4,3,3}
r{4,3,3}
t0,1{4,3,3}
t{4,3,3}
t0,2{4,3,3}
rr{4,3,3}
t0,3{4,3,3}t1,2{4,3,3}
2t{4,3,3}
t0,1,2{4,3,3}
tr{4,3,3}
t0,1,3{4,3,3}t0,1,2,3{4,3,3}
Schlegel
diagram
B4
 
Name16-cellrectified
16-cell
truncated
16-cell
cantellated
16-cell
runcinated
16-cell
bitruncated
16-cell
cantitruncated
16-cell
runcitruncated
16-cell
omnitruncated
16-cell
Coxeter
diagram

=

=

=

=

=

=
Schläfli
symbol
{3,3,4}t1{3,3,4}
r{3,3,4}
t0,1{3,3,4}
t{3,3,4}
t0,2{3,3,4}
rr{3,3,4}
t0,3{3,3,4}t1,2{3,3,4}
2t{3,3,4}
t0,1,2{3,3,4}
tr{3,3,4}
t0,1,3{3,3,4}t0,1,2,3{3,3,4}
Schlegel
diagram
B4

F 4 : Семейство однородных многогранников

24-клеточные семейные многогранники
Name24-celltruncated 24-cellsnub 24-cellrectified 24-cellcantellated 24-cellbitruncated 24-cellcantitruncated 24-cellruncinated 24-cellruncitruncated 24-cellomnitruncated 24-cell
Schläfli
symbol
{3,4,3}t0,1{3,4,3}
t{3,4,3}
s{3,4,3}t1{3,4,3}
r{3,4,3}
t0,2{3,4,3}
rr{3,4,3}
t1,2{3,4,3}
2t{3,4,3}
t0,1,2{3,4,3}
tr{3,4,3}
t0,3{3,4,3}t0,1,3{3,4,3}t0,1,2,3{3,4,3}
Coxeter
diagram
Schlegel
diagram
F4
B4
B3(a)
B3(b)
B2
  1. ^ Клитцинг, Ричард. «o3x4x3o — продолжение» .
  2. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б О совершенных 4-многогранниках. Габор Жеве. Вклад в алгебру и геометрию. Том 43 (2002), № 1, 243–259.] Таблица 2, стр. 252
  3. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кватернионное построение многогранников W(F4) с их двойственными многогранниками и ветвлением по подгруппам W(B4) и W(B3) × W(A1) Мехмет Коджа 1, Мудхахир Аль-Аджми 2 и Назифе Оздес Коджа 3 Факультет физики, Колледж науки, Университет Султана Кабуса, а/я 36, Аль-Худ 123, Маскат, Султанат Оман, стр. 18. 5.7 Двойственный многогранник многограннику (0, 1, 1, 0)F 4 = W(F 4 )(ω 2 3 )
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4f95cec7a7bf0aa44377055f8ca22bdc__1721791080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4f/dc/4f95cec7a7bf0aa44377055f8ca22bdc.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Truncated 24-cells - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)