กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

การกำหนดค่าจุดยอด

ในทางเรขาคณิตการกำหนดค่าจุดยอดเป็นสัญลักษณ์ย่อสำหรับการแสดงรูปทรงหลายเหลี่ยมหรือการปูพื้นด้วยลำดับของหน้าต่างๆรอบจุดยอดมีการเรียกชื่อต่างๆ กันไป เช่นคำอธิบายจุดยอด ประเภทจุดยอด...

การกำหนดค่าจุดยอด

การจัดเรียงจุดยอดของทรงยี่สิบหน้าสิบด้านคือหรือ

ในทางเรขาคณิตการกำหนดค่าจุดยอดเป็นสัญลักษณ์ย่อสำหรับการแสดงรูปทรงหลายเหลี่ยมหรือการปูพื้นด้วยลำดับของหน้าต่างๆรอบจุดยอดมีการเรียกชื่อต่างๆ กันไป เช่นคำอธิบายจุดยอด [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ประเภทจุดยอด [ 4 ] [ 5 ] สัญลักษณ์จุดยอด[ 6 ] [ 7 ] การจัดเรียงจุดยอด[ 8 ]รูปแบบจุดยอด[ 9 ] เวกเตอร์หน้า [ 10 ]ลำดับจุดยอด[ 11 ] นอกจากนี้ยังเรียกว่าสัญลักษณ์ Cundy และ Rollettเนื่องจากมีการใช้งานสำหรับทรงตันอาร์คิมีเดียนในหนังสือMathematical Models ปี 1952 ของ พวกเขา [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]สำหรับ รูป ทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอจะมีเพียงประเภทจุดยอดเดียวเท่านั้น ดังนั้นการกำหนดค่าจุดยอดจึงกำหนดรูปทรงหลายเหลี่ยมได้อย่างสมบูรณ์ ( รูปทรง หลายเหลี่ยมไครัลมีอยู่เป็นคู่ภาพสะท้อนที่มีการกำหนดค่าจุดยอดเดียวกัน)

ตัวอย่างเช่น " 3.5.3.5 " แสดงถึงจุดยอดที่อยู่ใน 4 หน้า สลับกันระหว่างรูปสามเหลี่ยมและรูปห้าเหลี่ยมการกำหนดค่าจุดยอดนี้กำหนดไอโคซิโดเดคาเฮดรอนแบบจุดยอดสลับกัน สัญลักษณ์นี้เป็นวัฏจักร ดังนั้นจึงเทียบเท่ากับจุดเริ่มต้นที่แตกต่างกัน ดังนั้น3.5.3.5จึงเหมือนกับ5.3.5.3ลำดับมีความสำคัญ ดังนั้น3.3.5.5จึงแตกต่างจาก3.5.3.5 (อันแรกมีรูปสามเหลี่ยมสองรูปตามด้วยรูปห้าเหลี่ยมสองรูป) องค์ประกอบที่ซ้ำกันสามารถรวบรวมเป็นเลขชี้กำลังได้ ดังนั้นตัวอย่างนี้จึงแสดงเป็น(3.5) 2ได้ เช่นกัน

สัญกรณ์

เน็ตจุดยอดปกติ{ p , q } = p q
ทรงสี่หน้า{3,3} = 3 3ข้อบกพร่อง 180° ทรงแปดเหลี่ยม{3,4} = 3 4ข้อบกพร่อง 120° ไอโคซาเฮดรอน{3,5} = 3 5ข้อบกพร่อง 60° การปูพื้นแบบสามเหลี่ยม{3,6} = 3 6ข้อบกพร่อง 0°
ลูกบาศก์{4,3}ข้อบกพร่อง 90° การปูกระเบื้องสี่เหลี่ยมจัตุรัส{4,4} = 4 4ข้อบกพร่อง 0° ทรงสิบสองเหลี่ยม{5,3} = 5 3ข้อบกพร่อง 36° การปูกระเบื้องหกเหลี่ยม{6,3} = 6 3ข้อบกพร่อง 0°
จุดยอดต้องมีอย่างน้อย 3 หน้า และมีมุมบกพร่อง มุมบกพร่อง0° จะทำให้ระนาบยูคลิดเต็มไปด้วยการปูพื้นแบบปกติตามทฤษฎีบทของเดส์การ์ตจำนวนจุดยอดคือ 720°/ มุมบกพร่อง (4π เรเดียน/ มุมบกพร่อง )

การกำหนดค่าจุดยอดจะเขียนเป็นตัวเลขหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นคั่นด้วยจุดหรือเครื่องหมายจุลภาค ตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงจำนวนด้านในแต่ละหน้าซึ่งมาบรรจบกันที่จุดยอดแต่ละจุด[ 15 ]รูปทรงอิโคซิโดเดคา เฮดรอน จะถูกเขียนแทนด้วย3.5.3.5เนื่องจากมีสี่หน้าที่จุดยอดแต่ละจุด สลับกันระหว่างรูปสามเหลี่ยม (มี 3 ด้าน) และรูปห้าเหลี่ยม (มี 5 ด้าน) ซึ่งสามารถเขียนได้อีกแบบว่า(3.5) 2 .

การกำหนดค่าจุดยอดสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นรูปแบบขยายของสัญลักษณ์ Schläfli แบบง่าย สำหรับทรงหลายเหลี่ยมปกติสัญลักษณ์ Schläfli มีรูปแบบ{ p , q }โดยที่pคือจำนวนด้านในแต่ละหน้า และqคือจำนวนหน้าที่มาบรรจบกันที่จุดยอดแต่ละจุด ดังนั้น สัญลักษณ์ Schläfli { p , q }สามารถเขียนได้เป็นp . p . p ••• (โดยที่pปรากฏqครั้ง) หรือเพียงแค่p q . [ 15 ]

สัญลักษณ์นี้ใช้ได้กับการปูพื้นด้วยรูปหลายเหลี่ยมเช่นเดียวกับรูปทรงหลายเหลี่ยม การจัดเรียงจุดยอดบนระนาบแสดงถึงการปูพื้นแบบสม่ำเสมอ เช่นเดียวกับการจัดเรียงจุดยอดนอกระนาบแสดงถึงรูปทรงหลายเหลี่ยมแบบสม่ำเสมอ

สัญลักษณ์ที่ใช้มีความกำกวมสำหรับ รูปทรง ไครัลตัวอย่างเช่นลูกบาศก์ทรงเรียว (snub cube)มีรูปทรงตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา ซึ่งเหมือนกันในภาพสะท้อน ทั้งสองรูปทรงมีโครงสร้างจุดยอด 3.3.3.3.4 เหมือนกัน

รูปหลายเหลี่ยมดาว

สัญลักษณ์นี้ยังใช้ได้กับหน้าปกติที่ไม่นูน เช่นรูปหลายเหลี่ยมดาวตัวอย่างเช่นรูปห้าเหลี่ยมมีสัญลักษณ์ {5/2} หมายความว่ามี 5 ด้านที่วนรอบจุดศูนย์กลางสองครั้ง

ตัวอย่างเช่น มีทรงหลายเหลี่ยมดาวปกติ 4 แบบ ที่มีรูปทรงจุดยอดเป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติหรือรูปหลายเหลี่ยมดาวทรงสิบสองเหลี่ยมดาวขนาดเล็กมีสัญลักษณ์ Schläfliคือ {5/2,5} ซึ่งขยายได้เป็นการกำหนดค่าจุดยอดที่ชัดเจนคือ 5/2.5/2.5/2.5/2.5/2 หรือรวมกันเป็น (5/2) 5 ทรงสิบสองเหลี่ยมดาวขนาดใหญ่ { 5/2,3} มีรูปทรงจุดยอดเป็นรูปสามเหลี่ยมและการกำหนดค่าคือ (5/2.5/2.5/2) หรือ (5/2) 3ทรง สิบสองเหลี่ยม ขนาดใหญ่ {5,5/2} มีรูปทรงจุดยอดเป็นรูปห้าเหลี่ยม โดยมีการกำหนดค่าจุดยอดคือ (5.5.5.5.5)/2 หรือ (5 5 )/2 ทรงยี่สิบหน้าขนาดใหญ่ {3,5/2} ยังมีรูปจุดยอดเป็นรูปดาวห้าแฉก โดยมีการจัดเรียงจุดยอดเป็น (3.3.3.3.3)/2 หรือ (3 5 )/2

{5/2,5} = (5/2) 5{5/2,3} = (5/2) 33 4 .5/23 4 .5/3(3 4 .5/2)/2
{5,5/2} = (5 5 )/2 {3,5/2} = (3 5 )/2 ว.3 4.5 /2V3 4.5 /3V(3 4 .5/2)/2

รูปหลายเหลี่ยมกลับหัว

หน้าของรูปทรงจุดยอดถือว่าเรียงลำดับไปในทิศทางเดียว รูปทรงหลายเหลี่ยมเอกรูปบางรูปมีรูปทรงจุดยอดแบบกลับด้าน ซึ่งหน้าจะเรียงลำดับย้อนกลับ รูปทรงจุดยอดแสดงสิ่งนี้ใน สัญลักษณ์รูป หลายเหลี่ยมดาวที่มีด้านp/qโดยที่p < 2q โดยที่pคือจำนวนด้านและqคือจำนวนรอบที่หมุนรอบวงกลม ตัวอย่างเช่น "3/2" หมายถึงสามเหลี่ยมที่มีจุดยอดหมุนรอบสองครั้ง ซึ่งเหมือนกับการหมุนย้อนกลับหนึ่งครั้ง ในทำนองเดียวกัน "5/3" คือรูปดาวห้าแฉกย้อนกลับของ 5/2

การจัดเรียงจุดยอดแบบเอกรูปทั้งหมดของรูปหลายเหลี่ยมนูนปกติ

ทรงหลายเหลี่ยมกึ่งปกติจะมีโครงสร้างจุดยอดที่มีมุม บกพร่อง เป็น บวก

หมายเหตุ: รูปทรงจุดยอดสามารถแสดงถึงการปูพื้นผิวแบบปกติหรือกึ่งปกติบนระนาบได้ หากค่าความบกพร่องเป็นศูนย์ และสามารถแสดงถึงการปูพื้นผิวของระนาบไฮเปอร์โบลิกได้ หากค่าความบกพร่องเป็นลบ

สำหรับทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ สามารถใช้ค่าความคลาดเคลื่อนของมุมในการคำนวณจำนวนจุดยอดได้ ทฤษฎีบทของเดส์การ์ตกล่าวว่า ผลรวมของค่าความคลาดเคลื่อนของมุมทั้งหมดในทรงกลมเชิงทอพอโลยีต้องเท่ากับ 4π เรเดียน  หรือ 720 องศา

เนื่องจากทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอมีจุดยอดที่เหมือนกันทั้งหมด ความสัมพันธ์นี้ทำให้เราสามารถคำนวณจำนวนจุดยอดได้ ซึ่งคือ 4π /ข้อบกพร่องหรือ 720/ ข้อบกพร่อง

ตัวอย่าง: ลูกบาศก์ตัดยอด3.8.8มีมุมบกพร่อง 30 องศา ดังนั้นจึงมี จุดยอด 720/30 = 24จุด

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะได้ว่า{ a , b }มีจำนวนจุดยอดดังต่อไปนี้:

การจัดเรียงจุดยอดทุกแบบที่ระบุไว้ อาจกำหนดรูปทรงหลายเหลี่ยมกึ่งปกติได้อย่างไม่ซ้ำกัน อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกการจัดเรียงจะเป็นไปได้ทั้งหมด

ข้อกำหนดทางโทโพโลยีจำกัดการมีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งp . q . rหมายความว่ารูปpเหลี่ยมถูกล้อมรอบด้วย รูป qเหลี่ยมและ รูป rเหลี่ยมสลับกัน ดังนั้นpต้องเป็นจำนวนคู่หรือqเท่ากับrในทำนองเดียวกันqต้องเป็นจำนวนคู่หรือpเท่ากับrและrต้องเป็นจำนวนคู่หรือpเท่ากับqดังนั้น สามสิ่งที่เป็นไปได้จึงมีดังนี้:

พี . คิว . อาร์p = 3 (∴  q = r ) p = 4p = 5 (∴  q = r ) p = 6
q = 3 (∴  p = r ) 3.3.3
q = 43.4.44.4. n ( n > 2 )
q = 5 (∴  p = r ) 5.5.5
q = 63.6.64.6.6 4.6.8 4.6.10 4.6.125.6.66.6.6
q = 83.8.84.8.8
q = 103.10.10
q = 123.12.12

ในความเป็นจริงแล้ว รูปแบบทั้งหมดเหล่านี้ที่มีหน้าทั้งสามมาบรรจบกันที่จุดยอดแต่ละจุดนั้นมีอยู่จริง

ตัวเลขในวงเล็บคือจำนวนจุดยอด ซึ่งกำหนดโดยค่าความคลาดเคลื่อนของมุม

สามเท่า
ควอดรูเพิล
ควินทูเพิล
หกเท่า

การกำหนดค่าใบหน้า

ทรงสิบสองเหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน

ทรงตันคู่หรือทรงตันคาตาลันที่เป็นเอก รูป ซึ่งรวมถึงไบปิรามิดและทราเปโซเฮดรามีลักษณะปกติในแนวตั้ง ( เปลี่ยนหน้าได้ ) ดังนั้นจึงสามารถระบุได้ด้วยสัญลักษณ์ที่คล้ายกัน ซึ่งบางครั้งเรียกว่าการกำหนดค่าหน้า[ 16 ] Cundy และ Rollett ได้นำหน้าสัญลักษณ์คู่เหล่านี้ด้วยตัวอักษรVในทางตรงกันข้ามการปูพื้นและรูปแบบใช้เครื่องหมายวงเล็บเหลี่ยมรอบสัญลักษณ์สำหรับการปูพื้นไอโซเฮดรัล

สัญกรณ์นี้แสดงถึงการนับลำดับของจำนวนหน้าที่อยู่ที่จุดยอด แต่ละ จุดรอบหน้า[ 12 ]ตัวอย่างเช่น V3.4.3.4 หรือ V(3.4) 2แสดงถึงทรงสิบสองเหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนซึ่งมีหน้าแบบทรานซิทีฟ: ทุกหน้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนและจุดยอดสลับกันของรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนจะมี 3 หรือ 4 หน้าในแต่ละจุด

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vertex_configuration&oldid=1357025912#Face_configuration "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกำหนดค่าจุดยอด

ในทางเรขาคณิตการกำหนดค่าจุดยอดเป็นสัญลักษณ์ย่อสำหรับการแสดงรูปทรงหลายเหลี่ยมหรือการปูพื้นด้วยลำดับของหน้าต่างๆรอบจุดยอดมีการเรียกชื่อต่างๆ กันไป เช่นคำอธิบายจุดยอด ประเภทจุดยอด...

สัญกรณ์

การกำหนดค่าจุดยอดจะเขียนเป็นตัวเลขหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นคั่นด้วยจุดหรือเครื่องหมายจุลภาค ตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงจำนวนด้านในแต่ละหน้าซึ่งมาบรรจบกันที่จุดยอดแต่ละจุด [ 15 ] รูป ทรงอิโคซิโดเดคา เฮดรอน จะถูกเขียนแทนด้วย 3.5.3.

รูปหลายเหลี่ยมดาว

สัญลักษณ์นี้ยังใช้ได้กับหน้าปกติที่ไม่นูน เช่น รูปหลายเหลี่ยมดาว ตัวอย่างเช่น รูปห้าเหลี่ยม มีสัญลักษณ์ {5/2} หมายความว่ามี 5 ด้านที่วนรอบจุดศูนย์กลางสองครั้ง

รูปหลายเหลี่ยมกลับหัว

หน้าของรูปทรงจุดยอดถือว่าเรียงลำดับไปในทิศทางเดียว รูปทรงหลายเหลี่ยมเอกรูปบางรูปมีรูปทรงจุดยอดแบบกลับด้าน ซึ่งหน้าจะเรียงลำดับย้อนกลับ รูปทรงจุดยอดแสดงสิ่งนี้ใน สัญลักษณ์รูป หลายเหลี่ยมดาว ที่มีด้าน p/q โดยที่ p < 2q โดย ที่ p คือจำนวนด้านและ q...