Jump to content

Список твердых тел Джонсона

Страница полузащищена

В геометрии многогранники — это трехмерные объекты, точки которых соединены линиями, образуя многоугольники . Точки, линии и многоугольники многогранника называются его вершинами , ребрами и гранями соответственно. [1] Многогранник считается выпуклым, если: [2]

  • Кратчайший путь между любыми двумя его вершинами лежит либо внутри него , либо на его границе .
  • Ни одна из его граней не является компланарной — они не находятся в одной плоскости и не «лежат ровно».
  • Ни одно из его ребер не коллинеарно — они не являются отрезками одной прямой.

Выпуклый многогранник, грани которого представляют собой правильные многоугольники , известен как тело Джонсона или иногда как тело Джонсона-Залгаллера . Некоторые авторы исключают однородные многогранники из определения . Однородный многогранник — это многогранник, у которого грани правильные и вершинно-транзитивные — это Платоновы тела и Архимедовы тела , а также призмы и антипризмы . [3] Тела Джонсона названы в честь математика Нормана Джонсона (1930–2017), опубликовавшего в 1966 году список из 92 таких многогранников. Его гипотезу о том, что список полон и других примеров не существует, доказала российско-израильский математик Виктор Залгаллер (1920–2017) . 2020) в 1969 году. [4]

Некоторые из тел Джонсона можно отнести к категории элементарных многогранников , то есть их нельзя разделить плоскостью для создания двух небольших выпуклых многогранников с правильными гранями. Телами Джонсона, удовлетворяющими этому критерию, являются первые шесть - равносторонняя квадратная пирамида , пятиугольная пирамида , треугольный купол , квадратный купол , пятиугольный купол и пятиугольная ротонда , а также трехмерный икосаэдр , парабидиминидированный ромбокододекаэдр , трехмерный ромбикосододекаэдр , курносый дисфеноид , курносый квадратный антипризма. , сфенокорона , сфеномегакорона , гебесфеномегакорона , дисфеноцингулум , билунабиротонда и треугольная гебесфеноротонда . [5] Остальные тела Джонсона не являются элементарными и построены с использованием первых шести тел Джонсона вместе с платоновыми и архимедовыми телами в различных процессах. Увеличение предполагает прикрепление их к одной или нескольким граням многогранников, тогда как удлинение или гироудлинение предполагает присоединение их к основаниям призмы или антипризмы соответственно. Некоторые другие строятся путем уменьшения — удаления одного из первых шести тел с одной или нескольких граней многогранника. [6]

В следующей таблице приведены 92 тела Джонсона с длиной ребра . Таблица включает нумерацию тел (обозначается как ). [7] Он также включает количество вершин, ребер и граней каждого твердого тела, а также его группу симметрии , площадь поверхности. и объем . Каждый многогранник имеет свои характеристики , включая симметрию и размер. Говорят, что объект обладает симметрией, если существует преобразование , которое отображает его в себя. Все эти преобразования могут быть объединены в группу по количеству элементов , называемую порядком . В двумерном пространстве эти преобразования включают вращение вокруг центра многоугольника и отражение объекта вокруг серединного перпендикуляра многоугольника. Многоугольник, который вращается симметрично обозначается , циклическая группа порядка ; объединение этого с отражательной симметрией приводит к симметрии группы диэдра. порядка . [8] В трехмерных группах точек симметрии преобразования, сохраняющие симметрию многогранника, включают вращение вокруг линии, проходящей через центр основания, известной как ось симметрии , и отражение относительно перпендикулярных плоскостей, проходящих через биссектрису основания, которая известна как пирамидальная симметрия порядка . Преобразование, которое сохраняет симметрию многогранника путем отражения его через горизонтальную плоскость, известно как призматическая симметрия. порядка . Антипризматическая симметрия порядка сохраняет симметрию за счет поворота половины нижней части и отражения в горизонтальной плоскости. [9] Группа симметрии порядка сохраняет симметрию за счет вращения вокруг оси симметрии и отражения от горизонтальной плоскости; частный случай сохранения симметрии на один полный оборот: порядка 2, часто обозначаемый как . [10] Измерение многогранников включает в себя площадь поверхности и объём . Площадь ; — это двумерное измерение, рассчитанное как произведение длины и ширины для многогранника площадь поверхности равна сумме площадей всех его граней. [11] Объем — это измерение области в трехмерном пространстве. [12] Объем многогранника можно определить разными способами: либо по его основанию и высоте (как для пирамид и призм ), либо путем разрезания его на части и суммирования их отдельных объемов, либо путем нахождения корня многочлена , представляющего многогранник. [13]

92 твердых тела Джонсона
Солидное имя Изображение Вершины Края Лица Группа симметрии и ее порядок [14] Площадь поверхности и объем [15]
1 Равносторонняя квадратная пирамида 5 8 5 порядка 8
2 Пятиугольная пирамида 6 10 6 порядка 10
3 Треугольный купол 9 15 8 порядка 6
4 Квадратный купол 12 20 10 порядка 8
5 Пятиугольный купол 15 25 12 порядка 10
6 Пятиугольная ротонда 20 35 17 порядка 10
7 Вытянутая треугольная пирамида 7 12 7 порядка 6
8 Вытянутая квадратная пирамида 9 16 9 порядка 8
9 Вытянутая пятиугольная пирамида 11 20 11 порядка 10
10 Гироудлиненная квадратная пирамида 9 20 13 порядка 8
11 Гироудлиненная пятиугольная пирамида 11 25 16 порядка 10
12 Треугольная бипирамида 5 9 6 порядка 12
13 Пятиугольная бипирамида 7 15 10 порядка 20
14 Вытянутая треугольная бипирамида 8 15 9 порядка 12
15 Вытянутая квадратная бипирамида 10 20 12 порядка 16
16 Вытянутая пятиугольная бипирамида 12 25 15 порядка 20
17 Гироудлиненная квадратная бипирамида 10 24 16 порядка 16
18 Вытянутый треугольный купол 15 27 14 порядка 6
19 Вытянутый квадратный купол 20 36 18 порядка 8
20 Вытянутый пятиугольный купол 25 45 22 порядка 10
21 Вытянутая пятиугольная ротонда 30 55 27 порядка 10
22 Гироудлиненный треугольный купол 15 33 20 порядка 6
23 Гироудлиненный квадратный купол 20 44 26 порядка 8
24 Гироудлиненный пятиугольный купол 25 55 32 порядка 10
25 Гироудлиненная пятиугольная ротонда 30 65 37 порядка 10
26 Гиробифастигиум 8 14 8 порядка 8
27 Треугольный ортобикупол 12 24 14 порядка 12
28 Квадратный ортобикупол 16 32 18 порядка 16
29 Гиробикупол квадратный 16 32 18 порядка 16
30 Пятиугольный ортобикупол 20 40 22 порядка 20
31 Пятиугольный гиробикупола 20 40 22 порядка 20
32 Пятиугольная ортокуполаротонда 25 50 27 порядка 10
33 Пятиугольная гирокуполаротонда 25 50 27 порядка 10
34 Пятиугольная ортобиротонда 30 60 32 порядка 20
35 Удлиненный треугольный ортобикупол. 18 36 20 порядка 12
36 Гиробикупол вытянутой треугольной формы. 18 36 20 порядка 12
37 Вытянутый квадратный гиробикупол. 24 48 26 порядка 16
38 Удлиненный пятиугольный ортобикупол. 30 60 32 порядка 20
39 Удлиненный пятиугольный гиробикупол. 30 60 32 порядка 20
40 Вытянутая пятиугольная ортокуполаротонда. 35 70 37 порядка 10
41 Вытянутая пятиугольная гирокуполаротонда. 35 70 37 порядка 10
42 Вытянутая пятиугольная ортобиротонда. 40 80 42 порядка 20
43 Удлинённая пятиугольная гиробиротунда. 40 80 42 порядка 20
44 Гироудлинённый треугольный бикупол 18 42 26 порядка 6
45 Гироудлиненный квадратный бикупол 24 56 34 порядка 8
46 Гироудлиненный пятиугольный бикупол 30 70 42 порядка 10
47 Гироудлинённый пятиугольный купол-ротонда 35 80 47 порядка 5
48 Гироудлиненная пятиугольная биротонда 40 90 52 порядка 10
49 Увеличенная треугольная призма 7 13 8 порядка 4
50 Увеличенная треугольная призма 8 17 11 порядка 4
51 Триаугментированная треугольная призма 9 21 14 порядка 12
52 Дополненная пятиугольная призма 11 19 10 порядка 4
53 Биувеличенная пятиугольная призма 12 23 13 порядка 4
54 Дополненная шестиугольная призма 13 22 11 порядка 4
55 Парабиаугментированная шестиугольная призма 14 26 14 порядка 8
56 Метабиаувеличенная шестиугольная призма 14 26 14 порядка 4
57 Триаугментированная шестиугольная призма 15 30 17 порядка 12
58 Дополненный додекаэдр 21 35 16 порядка 10
59 Парабиаугментированный додекаэдр 22 40 20 порядка 20
60 Метабиаугментированный додекаэдр 22 40 20 порядка 4
61 Триаугментированный додекаэдр 23 45 24 порядка 6
62 Метабидиминидированный икосаэдр 10 20 12 порядка 4
63 Трехмерный икосаэдр 9 15 8 порядка 6
64 Увеличенный трехмерный икосаэдр 10 18 10 порядка 6
65 Дополненный усеченный тетраэдр 15 27 14 порядка 6
66 Дополненный усеченный куб 28 48 22 порядка 8
67 Улучшенный усеченный куб 32 60 30 порядка 16
68 Дополненный усеченный додекаэдр 65 105 42 порядка 10
69 Парабиаугментированный усеченный додекаэдр 70 120 52 порядка 20
70 Метабиаугментированный усеченный додекаэдр 70 120 52 порядка 4
71 Триаугментированный усеченный додекаэдр 75 135 62 порядка 6
72 Вращающийся ромбокосододекаэдр 60 120 62 порядка 10
73 Парабигратный ромбокосододекаэдр 60 120 62 порядка 20
74 Метабигиратный ромбикосидодекаэдр 60 120 62 порядка 4
75 Тригиратный ромбикосидодекаэдр 60 120 62 порядка 6
76 Уменьшенный ромбокосододекаэдр 55 105 52 порядка 10
77 Парагиратный уменьшенный ромбикосидодекаэдр 55 105 52 порядка 10
78 Метагиратный уменьшенный ромбикосододекаэдр 55 105 52 порядка 2
79 Бигиратный уменьшенный ромбокосододекаэдр 55 105 52 порядка 2
80 Парабидоуменьшенный ромбокосододекаэдр 50 90 42 порядка 20
81 Метабидиминированный ромбикосододекаэдр 50 90 42 порядка 4
82 Вращающийся двууменьшенный ромбикосидодекаэдр 50 90 42 порядка 2
83 Трехмерный ромбокосододекаэдр 45 75 32 порядка 6
84 Курносый дисфеноид 8 18 12 порядка 8
85 Курносая квадратная антипризма 16 40 26 порядка 16
86 Сфенокорона 10 22 14 порядка 4
87 Дополненная сфенокорона 11 26 17 порядка 2
88 Сфеномегакорона 12 28 18 порядка 4
89 Гебесфеномегакорона 14 33 21 порядка 4
90 дисфеноцинальный 16 38 24 порядка 8
91 Время отказа 14 26 14 порядка 8
92 Треугольная гебесфеноротонда 18 36 20 порядка 6

Ссылки

Библиография

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bae657f3ec1cba01aa4da24d44b6e463__1719618420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ba/63/bae657f3ec1cba01aa4da24d44b6e463.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
List of Johnson solids - 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.)