อ่าน 4 นาที
ทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น
ในทาง เรขาคณิต รูป ทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น คือ พื้นผิวรูปทรงหลาย เหลี่ยมที่ไม่มีขอบเขต ซึ่งรูปทรงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องโดยที่รูปทรงของทุกหน้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลง...
ทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น
ในทางเรขาคณิตรูปทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่นคือพื้นผิวรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ไม่มีขอบเขต ซึ่งรูปทรงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องโดยที่รูปทรงของทุกหน้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลงทฤษฎีบทความแข็งแกร่งของโคชีแสดงให้เห็นว่า ในมิติ 3 รูปทรงหลายเหลี่ยมดังกล่าวไม่สามารถเป็นรูปทรงนูนได้ (และข้อนี้ก็เป็นจริงในมิติที่สูงกว่าด้วย)
ตัวอย่าง
ตัวอย่างแรกของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นได้ถูกค้นพบโดยRaoul Bricard ( 1897 ) ซึ่งเรียกว่าทรงแปดเหลี่ยม Bricard ทรงหลายเหลี่ยมเหล่านี้เป็นพื้นผิวที่ตัดกันเองและมีสมมาตรกับทรงแปดเหลี่ยมปกติตัวอย่างแรกของพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้แต่ไม่ตัดกันเองในปริภูมิยูคลิดสามมิติคือทรงกลม Connellyซึ่งถูกค้นพบโดยRobert Connelly ( 1977 )
โพลีเฮดรอนของสเตฟเฟนเป็นโพลีเฮดรอนแบบยืดหยุ่นที่ไม่ตัดกันเองอีกแบบหนึ่งที่มีจุดยอดเก้าจุดซึ่งได้มาจากออกตาเฮดรอนของบริการ์ด[ 1 ]มีการอ้างว่าเป็นโพลีเฮดรอนแบบยืดหยุ่นที่มีจำนวนจุดยอดน้อยที่สุดในบรรดาโพลีเฮดรอนแบบยืดหยุ่นอื่นๆ แม้ว่าจะมีโพลีเฮดรอนอีกแบบหนึ่งที่มีจุดยอดแปดจุดโดยการรวมออกตาเฮดรอนของบริการ์ดสองอันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างพีระมิดคู่ห้าเหลี่ยมแบบยืดหยุ่นที่ตัดกันเอง[ 2 ]
คาไลโดไซเคิลหรือ (เฟล็กซ์แทงเกิล) เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อดิสฟีนอยด์สี่เหลี่ยมจัตุรัส หกอัน บนขอบตรงข้ามเข้าด้วยกันเป็นวงจร ทรงหลายเหลี่ยมนี้สามารถบิดได้อย่างต่อเนื่องรอบแกนที่วงแหวน[ 3 ]
การคาดเดาของเบลโลว์
ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 Connelly และD. Sullivanได้กำหนดสมมติฐานเบลโลว์โดยระบุว่าปริมาตรของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นจะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การดัดงอ สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์สำหรับทรงหลายเหลี่ยมที่มีลักษณะสมมาตรกับทรงกลมโดย I. Kh. Sabitov ( 1995 ) โดยใช้ ทฤษฎีการกำจัดและจากนั้นได้รับการพิสูจน์สำหรับพื้นผิวทรงหลายเหลี่ยม 2 มิติ ที่ สามารถกำหนดทิศทางได้ ทั่วไปโดย Robert Connelly, I. Sabitov และ Anke Walz ( 1997 ) [ 4 ] [ 5 ]การพิสูจน์ขยายสูตรของPiero della Francesca สำหรับ ปริมาตรของทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าไปเป็นสูตรสำหรับปริมาตรของทรงหลายเหลี่ยมใดๆ สูตรที่ขยายแสดงให้เห็นว่าปริมาตรจะต้องเป็นรากของพหุนามที่มีสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับความยาวของขอบของทรงหลายเหลี่ยมเท่านั้น เนื่องจากความยาวขอบไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อรูปทรงหลายเหลี่ยมโค้งงอ ปริมาตรจึงต้องคงอยู่ที่รากใดรากหนึ่งของพหุนามจำนวนจำกัด แทนที่จะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง[ 6 ]
ความสอดคล้องของกรรไกร
คอนเนลลีตั้งสมมติฐานว่าค่าคงที่เดห์นของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นจะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การดัดงอ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อสมมติฐานเบลโลว์ที่แข็งแกร่งหรือ (หลังจากได้รับการพิสูจน์ในปี 2018) ทฤษฎีบทเบลโลว์ที่แข็งแกร่ง[ 7 ]เนื่องจากโครงสร้างทั้งหมดของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นมีทั้งปริมาตรและค่าคงที่เดห์นที่เหมือนกัน จึงถือว่าสมมาตรกัน หมายความว่าสำหรับโครงสร้างสองแบบใดๆ ก็ตาม สามารถแยกโครงสร้างหนึ่งออกเป็นชิ้นส่วนทรงหลายเหลี่ยมที่สามารถประกอบใหม่เพื่อสร้างอีกโครงสร้างหนึ่งได้ ความโค้งเฉลี่ย ทั้งหมด ของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่น ซึ่งกำหนดเป็นผลรวมของผลคูณของความยาวขอบกับมุมไดเฮดรัลภายนอก เป็นฟังก์ชันของค่าคงที่เดห์นซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าคงที่ในขณะที่ทรงหลายเหลี่ยมดัดงอ[ 8 ]
การสรุปโดยทั่วไป
เฮลล์มุท สตา เชล ( 2000 ) ศึกษาโพลีโทป 4 มิติที่ยืดหยุ่นได้ในปริภูมิยูคลิด 4 มิติและปริภูมิไฮเปอร์โบลิก 3 มิติ [ 9 ]ในมิติโพลีโทปที่ยืดหยุ่นได้ถูกสร้างขึ้นโดยไกฟูลลิน (2014 ) [ 10 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- Weisstein, Eric W. , " รูปทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น " (" ข้อสันนิษฐานของเบลโลว์ ") ที่MathWorld .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น
ในทาง เรขาคณิต รูป ทรงหลายเหลี่ยมยืดหยุ่น คือ พื้นผิวรูปทรงหลาย เหลี่ยมที่ไม่มีขอบเขต ซึ่งรูปทรงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องโดยที่รูปทรงของทุกหน้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลง...
ตัวอย่าง
ตัวอย่างแรกของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นได้ถูกค้นพบโดย Raoul Bricard ( 1897 ) ซึ่งเรียกว่า ทรงแปดเหลี่ยม Bricard ทรงหลายเหลี่ยม เหล่านี้เป็นพื้นผิวที่ตัดกันเอง และมีสมมาตร กับ ทรงแปดเหลี่ยมปกติ...
การคาดเดาของเบลโลว์
ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 Connelly และ D. Sullivan ได้กำหนด สมมติฐานเบลโลว์ โดยระบุว่า ปริมาตร ของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นจะ ไม่เปลี่ยนแปลง ภายใต้การดัดงอ สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์สำหรับทรงหลายเหลี่ยม ที่มีลักษณะสมมาตร กับ ทรงกลม โดย I. Kh.
ความสอดคล้องของกรรไกร
คอนเนลลีตั้งสมมติฐานว่า ค่าคงที่เดห์น ของทรงหลายเหลี่ยมที่ยืดหยุ่นจะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การดัดงอ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ สมมติฐานเบลโลว์ที่แข็งแกร่ง หรือ (หลังจากได้รับการพิสูจน์ในปี 2018) ทฤษฎีบท เบลโลว์ที่แข็งแกร่ง [ 7 ]...