อ่าน 4 นาที
จอห์นสัน แข็งแกร่ง
ในทางเรขาคณิต ทรงตัน จอห์นสันบางครั้งเรียกว่าทรงตันจอห์นสัน-ซัลแกลเลอร์ คือทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีหน้าเป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติและไม่ใช่ ทรงหลาย เหลี่ยมสม่ำเสมอ มีทรงตัน ดังกล่าว 92...
จอห์นสัน แข็งแกร่ง
ในทางเรขาคณิต ทรงตัน จอห์นสันบางครั้งเรียกว่าทรงตันจอห์นสัน-ซัลแกลเลอร์ [ 1 ] คือทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีหน้า[ 2 ]เป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติและไม่ใช่ ทรงหลาย เหลี่ยมสม่ำเสมอ[ 3 ] [ 4 ]มีทรงตัน ดังกล่าว 92 ทรง :
- 48 ประกอบด้วยพีระมิดโดมและทรงกลมขั้นพื้นฐานที่ประกอบเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ พร้อมด้วยปริซึมและ แอ นติปริซึม
- 35 เกิดจากการดัดแปลงทรงหลายเหลี่ยมที่เป็นเอกรูปโดยการเพิ่มรูปทรงพื้นฐาน ลดขนาด หรือหมุนวน และ
- 9 ซึ่งไม่ได้มาจากการ "ตัดแปะ" ของรูปทรงเรขาคณิตที่เป็นเนื้อเดียวกัน
คำจำกัดความและข้อมูลเบื้องต้น
ทรงหลายเหลี่ยมนูนคือส่วนนูนของเซตจุดจำกัดในปริภูมิ 3 มิติ ซึ่งไม่ได้อยู่บนระนาบเดียวกันทั้งหมด[ 5 ]ขอบของมันคือการรวมกันของรูปหลายเหลี่ยมจำนวนจำกัด โดยไม่มีรูปหลายเหลี่ยมสองรูปใดอยู่บนระนาบเดียวกัน รูปหลายเหลี่ยมเหล่านั้นเรียกว่าหน้า ทรง ตัน จอห์นสันเป็นทรงหลายเหลี่ยมนูน[ 2 ]ซึ่งหน้าทั้งหมดเป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติ[ 6 ]แต่ไม่ใช่ทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ[ 3 ] [ 4 ]เงื่อนไขสุดท้ายนี้ไม่รวมทรงตันเพลโตทรงตันอาร์คิมีเดียนปริซึมและแอนติปริซึม
ทรงตันเหล่านี้ได้รับการตั้งชื่อตามนอร์แมน จอห์นสันและวิคเตอร์ ซัลกัลเลอร์ [ 7 ] จอห์นสัน (1966)ได้ตีพิมพ์รายชื่อทรงตันดังกล่าวจำนวน 92 ทรงตัน และกำหนดชื่อและหมายเลขให้กับทรงตันเหล่านั้น ซัลกัลเลอร์ (1969) [ 8 ]ได้พิสูจน์สมมติฐานของจอห์นสัน[ 9 ]ว่าไม่มีทรงตันใดเกิน 92 ทรงตันนี้
รูปทรงหลายเหลี่ยมนูนที่ทุกหน้าเกือบจะปกติ แต่บางหน้าไม่ปกติอย่างแม่นยำ เรียกว่าทรง ตันจอห์น สันแบบใกล้เคียง[ 10 ]
การตั้งชื่อและการสร้างรูปทรงเรขาคณิตสามมิติ
- ไม่ถูกต้อง, - แนวคิดแบบเพลโต - อาร์คิมีเดียน - ส่วนที่หมุนวน
การตั้งชื่อทรงเรขาคณิตแบบจอห์นสันเป็นไปตามสูตรการอธิบายที่ยืดหยุ่นและแม่นยำ ซึ่งช่วยให้สามารถตั้งชื่อทรงเรขาคณิตหลายชนิดได้หลายวิธีโดยไม่กระทบต่อความถูกต้องของชื่อแต่ละชื่อในฐานะคำอธิบาย ชื่อของทรงเรขาคณิตแบบจอห์นสันจะอธิบายไว้ในหัวข้อต่อไปนี้
การรวมพื้นฐาน
รูปทรงเรขาคณิต 48 รูปแรกของจอห์นสันสร้างขึ้นจากพีระมิดโดมหรือทรงกลมรวมกับปริซึมหรือแอนติปริซึมคำนำหน้าต่อไปนี้จะต่อท้ายคำเพื่อระบุการรวมกันของรูปทรงที่เฉพาะเจาะจง: [ 11 ]
- Bi-บ่งชี้ว่ารูปทรงเรขาคณิตสองรูปถูกเชื่อมต่อกันโดยฐานชนฐาน
- สำหรับโดมและศาลาทรงกลม คำว่า ortho- บ่งชี้ว่าด้านที่เหมือนกันมาบรรจบกัน
- สำหรับโดมและห้องโถงทรงกลมคำว่า gyro-บ่งชี้ว่าด้านที่แตกต่างกันมาบรรจบกัน
- ลักษณะยาวแสดงว่าปริซึมเชื่อมต่อกับฐานของทรงตัน หรืออยู่ระหว่างฐานทั้งสอง
- คำ ว่า Gyroelongatedหมายถึงปริซึมรูปสามเหลี่ยมด้านไม่เท่าที่เชื่อมต่อกับฐานของทรงตัน หรืออยู่ระหว่างฐานทั้งสอง
ตามระบบการตั้งชื่อนี้พีระมิดคู่ห้าเหลี่ยมคือรูปทรงเรขาคณิตที่สร้างขึ้นโดยการนำฐานของพีระมิดห้าเหลี่ยมสองอันมาต่อกัน ส่วนพีระมิดคู่สามเหลี่ยมคือรูปทรงเรขาคณิตที่สร้างขึ้นโดยการนำโดมสามเหลี่ยมสองอันมาต่อกันตามฐานของมัน
- ไม่ถูกต้อง, - แนวคิดแบบเพลโต - อาร์คิมีเดียน
| ฟาสติเจียม | |
|---|---|
| ไจโรบิ- | 26 ไจโรบิฟาสติเจียม |
ทรงหลายเหลี่ยมแบบสม่ำเสมอที่ดัดแปลงแล้ว
รูปทรงเรขาคณิตจอห์นสัน 35 รูปถัดไปสร้างขึ้นโดยการดัดแปลงรูปทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ เช่นปริซึม รูปทรงเพลโตหรือรูปทรงอา ร์คิมีเดียน โดยการเพิ่ม ลบ หรือหมุนพีระมิดหรือโดม คำนำหน้าต่อไปนี้จะต่อท้ายคำเพื่อระบุการเพิ่ม ลบ หรือหมุน: [ 11 ]
- คำว่า "เพิ่ม"หมายถึง มีการเพิ่ม พีระมิดหรือโดมเข้าไปในด้านใดด้านหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งด้านของรูปทรงเรขาคณิตนั้น
- คำว่า "ลดทอน"หมายถึง พีระมิดหรือโดมถูกลบออกจากด้านใดด้านหนึ่งหรือมากกว่านั้นของรูปทรงเรขาคณิตนั้น
- การหมุนแบบไจเรตหมายถึงการหมุนโดมที่ติดตั้งอยู่บนหรือเป็นส่วนหนึ่งของรูปทรงเรขาคณิตนั้นๆ เพื่อให้ขอบต่างๆ มาบรรจบกัน
การดำเนินการทั้งสามอย่าง ได้แก่การเพิ่มการลดและการหมุนสามารถดำเนินการได้หลายครั้งสำหรับของแข็งขนาดใหญ่บางชนิด Bi-และTri-แสดงถึงการดำเนินการแบบคู่และแบบสามครั้งตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ของแข็ง แบบ bigyrateมีโดมหมุนสองอัน และ ของแข็ง แบบ tridiminishedมีพีระมิดหรือโดมที่ถูกเอาออกไปสามอัน ในของแข็งขนาดใหญ่บางชนิด จะมีการแยกความแตกต่างระหว่างของแข็งที่มีหน้าตัดขนานกันและของแข็งที่มีหน้าตัดเฉียงPara-แสดงถึงแบบแรก คือของแข็งที่กล่าวถึงมีหน้าตัดขนานกันที่เปลี่ยนแปลง และmeta- แสดงถึงแบบหลัง คือหน้าตัดเฉียงที่เปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น ของแข็ง แบบ parabiaugmentedมีหน้าตัดขนานกันสองหน้าที่ถูกเพิ่ม และ ของแข็ง แบบ metabigyrateมีโดมเฉียงสองอันที่หมุน[ 11 ]
ไม่ใช่การคัดลอกและวาง
ของแข็งจอห์นสัน 9 ชิ้นสุดท้ายมีชื่อตามกลุ่มรูปหลายเหลี่ยมบางกลุ่มที่ประกอบขึ้น ชื่อเหล่านี้กำหนดโดยจอห์นสันด้วยระบบการตั้งชื่อดังต่อไปนี้: [ 11 ]
- รูปจันทร์เสี้ยวคือรูปสามเหลี่ยมสองรูปที่ติดอยู่กับด้านตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส คำนำหน้าแสดงกลุ่มของรูปจันทร์เสี้ยว ได้แก่:
- สฟีโน (Spheno ) คือกลุ่มรูปทรงลิ่มที่ประกอบด้วยส่วนโค้งเว้าสองส่วนที่อยู่ติดกันดิสฟีโน (Dispheno)หมายถึงกลุ่มรูปทรงลิ่มดังกล่าวสองกลุ่ม
- Hebesphenoคือกลุ่มของรูปทรงคล้ายพระจันทร์เสี้ยวสามดวงที่อยู่ติดกัน
- คำต่อท้ายที่บ่งบอกถึงกลุ่มของรูปสามเหลี่ยม ได้แก่:
- - โคโรนาเป็นกลุ่มรูปสามเหลี่ยมแปดรูปที่มีลักษณะคล้ายมงกุฎ
- - เมกาโคโรนาคือโครงสร้างคล้ายมงกุฎขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมสิบสองรูป
- - ซิงกูลัม (cingulum)คือแถบที่ประกอบด้วยสามเหลี่ยมสิบสองรูป
- คำต่อท้าย-rotundaบ่งชี้ถึงกลุ่มของรูปห้าเหลี่ยมสองหรือสามรูปที่มีรูปสามเหลี่ยมคั่นอยู่ระหว่างกัน ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับห้องโถงทรงกลมห้าเหลี่ยม
| โพลีเฮดราแบบสนับ | |||
|---|---|---|---|
| 84 กระดูกดิสฟีนอยด์ส่วนสั้น | 85 ปริซึมสี่เหลี่ยมมุมมน | ||
| เกิดจากการรวมกันของรูปพระจันทร์เสี้ยวและรูปสามเหลี่ยม | ||
|---|---|---|
| 86 สเฟโนโคโรนา | 87 สเฟโนโคโรนาเสริม | |
| 88 สฟีโนเมกาโคโรนา | 89 Hebesphenomegacorona | 90 ดิสเฟโนซิงกูลัม |
| โรทันดอยด์ | |
|---|---|
| 91 บิลูนาบิโรทุนดา | 92 สามเหลี่ยมเฮเบสเฟโนโรทันดา |
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- แก็กนอน, ซิลเวน (1982) "Les polyèdres convexes aux faces régulières" [รูปทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีใบหน้าปกติ] (PDF ) โท โพโลยีโครงสร้าง (6): 83–95
- แบบจำลองกระดาษของทรงหลายเหลี่ยมเก็บ ถาวร เมื่อ 2013-02-26 ที่Wayback Machineมีลิงก์มากมาย
- หนังสือ Johnson Solidsโดย George W. Hart
- Visual Polyhedraซึ่งประกอบด้วยโมเดล 3 มิติและข้อมูลสำหรับรูปทรงเรขาคณิตทั้ง 92 แบบ โดย David I. McCooey
- ภาพของรูปทรงเรขาคณิตสามมิติทั้ง 92 ชนิด จัดเรียงตามหมวดหมู่ อยู่ในหน้าเดียว
- ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "ของแข็งจอห์นสัน" . แมธเวิลด์ .
- แบบจำลอง VRML ของ Johnson Solidsโดย Jim McNeill
- แบบจำลอง VRML ของ Johnson Solidsโดย Vladimir Bulatov
- โครงการค้นพบ CRF polychoraพยายามค้นพบCRF polychora ( เก็บถาวรเมื่อ 31 ตุลาคม 2020 ที่Wayback Machine : รูปทรงหลายเหลี่ยม นูน 4 มิติที่มี รูปหลายเหลี่ยม ปกติ เป็นพื้น ผิว 2 มิติ) ซึ่งเป็นการขยายแนวคิดของทรงตันจอห์นสันไปยังพื้นที่ 4 มิติ
- https://levskaya.github.io/polyhedronisme/เครื่องมือสร้างรูปทรงหลายเหลี่ยมและวิธีการคำนวณแบบคอนเวย์ที่นำมาใช้กับรูปทรงเหล่านั้น รวมถึงทรงตันจอห์นสัน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จอห์นสัน แข็งแกร่ง
ในทางเรขาคณิต ทรงตัน จอห์นสันบางครั้งเรียกว่าทรงตันจอห์นสัน-ซัลแกลเลอร์ คือทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีหน้าเป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติและไม่ใช่ ทรงหลาย เหลี่ยมสม่ำเสมอ มีทรงตัน ดังกล่าว 92...
คำจำกัดความและข้อมูลเบื้องต้น
ทรง หลายเหลี่ยมนูน คือส่วนนูนของเซตจุดจำกัดในปริภูมิ 3 มิติ ซึ่งไม่ได้อยู่บนระนาบเดียวกันทั้งหมด [ 5 ] ขอบของมันคือการรวมกันของรูปหลายเหลี่ยมจำนวนจำกัด โดยไม่มีรูปหลายเหลี่ยมสองรูปใดอยู่บนระนาบเดียวกัน รูปหลายเหลี่ยมเหล่านั้นเรียกว่า หน้า ทรง ตัน จอ ห์นสัน...
การตั้งชื่อและการสร้างรูปทรงเรขาคณิตสามมิติ
รูปทรงเรขาคณิต 92 แบบของจอห์นสัน และรูปทรงที่เกี่ยวข้องบางส่วน (ดูเวอร์ชันแอนิเมชันได้ที่นี่ ) - ไม่ถูกต้อง, - แนวคิดแบบเพล โต - อาร์คิมีเดีย น - ส่วนที่หมุนวน การตั้งชื่อทรงเรขาคณิตแบบจอห์นสันเป็นไปตามสูตรการอธิบายที่ยืดหยุ่นและแม่นยำ...
การรวมพื้นฐาน
รูปทรงเรขาคณิต 48 รูปแรกของจอห์นสันสร้างขึ้นจาก พีระมิด โดมหรือ ทรง กลม รวมกับ ปริซึม หรือ แอนติปริซึม คำนำหน้าต่อไปนี้จะต่อท้ายคำเพื่อระบุการรวมกันของรูปทรงที่เฉพาะเจาะจง: [ 11 ]