กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

แอนติปริซึม

ในทางเรขาคณิตแอนติปริซึม n ด้านหรือn- แอ นติปริซึมคือรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ประกอบด้วยสำเนาขนานกันโดยตรงสองสำเนา(ไม่ใช่ภาพสะท้อน) ของรูปหลายเหลี่ยมnด้านเชื่อมต่อกันด้วยแถบสามเหลี่ยม..

แอนติปริซึม

แอนติปริซึมแปดเหลี่ยม

ในทางเรขาคณิตแอนติปริซึม n ด้านหรือn- แอ นติปริซึมคือรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ประกอบด้วยสำเนาขนานกันโดยตรงสองสำเนา(ไม่ใช่ภาพสะท้อน) ของรูปหลายเหลี่ยมnด้านเชื่อมต่อกันด้วยแถบสามเหลี่ยม สลับกัน 2n รูปโดยใช้สัญลักษณ์คอนเวย์A n แทน

แอนติปริซึมเป็นกลุ่มย่อยของปริซึมมาทอยด์และเป็นโพลีเฮดรอน แบบสั้นชนิดหนึ่ง (ที่เสื่อมสภาพ )

แอนติปริซึมมีลักษณะคล้ายปริซึมยกเว้นว่าฐานจะบิดเบี้ยวสัมพันธ์กัน และด้านข้าง (ที่เชื่อมต่อฐาน) เป็น รูปสามเหลี่ยม 2n รูปแทนที่จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมn รูป

รูปทรงหลายเหลี่ยมคู่ของ ปริซึมแอนติปริซึม nด้าน คือ รูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูnด้าน

ประวัติศาสตร์

ในหนังสือHarmonices Mundi ปี 1619 โยฮันเนส เคปเลอร์สังเกตเห็นการมีอยู่ของตระกูลแอนติปริซึมอนันต์[ 1 ]โดยทั่วไปแล้วถือว่าเป็นการค้นพบรูปทรงเหล่านี้เป็นครั้งแรก แต่รูปทรงเหล่านี้อาจเป็นที่รู้จักมาก่อนหน้านั้นแล้ว: บล็อกพิมพ์ที่ไม่มีลายเซ็นสำหรับโครงร่างของแอนติปริซึมหกเหลี่ยมได้รับการระบุว่าเป็นของฮีโรนีมัส อันเดรียซึ่งเสียชีวิตในปี 1556 [ 2 ]

คำว่า "antiprism" ในภาษาเยอรมันถูกนำมาใช้สำหรับรูปทรงเหล่านี้ในศตวรรษที่ 19 โดย Karl Heinze ให้เครดิตแก่Theodor Wittsteinว่า เป็นผู้นำมาใช้ [ 3 ]แม้ว่าคำว่า "anti-prism" ในภาษาอังกฤษจะถูกใช้มาก่อนสำหรับปริซึมเชิงแสงที่ใช้เพื่อยกเลิกผลกระทบขององค์ประกอบเชิงแสงหลัก[ 4 ]แต่การใช้คำว่า "antiprism" ในภาษาอังกฤษในความหมายทางเรขาคณิตครั้งแรกปรากฏในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในผลงานของHSM Coxeter [ 5 ]

กรณีพิเศษ

แอนติปริซึมขวา

สำหรับปริซึมแอนติปริซึมที่มี ฐาน เป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติnด้าน โดยทั่วไปจะพิจารณากรณีที่สำเนาทั้งสองนี้บิดกันด้วยมุม180 / nองศาแกนของรูปหลายเหลี่ยมปกติคือเส้นที่ตั้งฉากกับระนาบของรูปหลายเหลี่ยมและอยู่ตรงกลางของรูปหลายเหลี่ยม

สำหรับแอนติปริซึมที่มีฐาน รูป n เหลี่ยม ปกติที่เท่ากันทุกประการบิดด้วยมุม180 / nองศาจะได้ความสม่ำเสมอมากขึ้นหากฐานมีแกนเดียวกัน กล่าวคือ (สำหรับฐานที่ไม่อยู่ในระนาบ เดียวกัน ) หากเส้นที่เชื่อมจุดศูนย์กลางของฐานตั้งฉากกับระนาบของฐาน แอนติปริซึมนั้นเรียกว่าแอนติปริซึมมุมฉากและ หน้าด้านข้าง ทั้ง 2nหน้าจะเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่ว[ 6 ]

กลุ่มสมมาตรของปริซึมแอนติปริซึมมุมฉากnคือD ที่มีอันดับ4 nซึ่งเรียกว่าสมมาตรแอนติปริซึมเนื่องจากสามารถได้มาจากการหมุนครึ่งล่างของปริซึมโดยπ/n{\displaystyle \pi /n}สัมพันธ์กับครึ่งบน โพลีเฮดรอนเว้าที่สร้างขึ้นในลักษณะนี้จะมีกลุ่มสมมาตรนี้ ดังนั้นจึงมีคำนำหน้า "anti" ก่อน "prismatic" [ 7 ]มีข้อยกเว้นสองประการที่มีกลุ่มที่แตกต่างจากD :

  • n = 2 :ทรงสี่เหลี่ยมด้าน เท่าปกติ ซึ่งมีกลุ่มสมมาตรขนาดใหญ่ T อันดับ 24ซึ่งมี D สามเวอร์ชัน เป็นกลุ่มย่อย
  • n = 3 : ทรงแปดเหลี่ยมปกติซึ่งมีกลุ่มสมมาตรขนาดใหญ่ O ลำดับ 48ซึ่งมี D สี่เวอร์ชัน เป็นกลุ่มย่อย [ 8 ]

ถ้าปริซึมแอนติปริซึม 2 หรือ 3 เหลี่ยมด้านขวาไม่เป็นเอกรูป กลุ่มสมมาตรของมันจะเป็นD หรือD ตามปกติ กลุ่มสมมาตรจะมีอินเวอร์ชั่นก็ต่อเมื่อnเป็นจำนวนคี่

กลุ่มการหมุนคือD ที่มีอันดับ2 nยกเว้นในกรณีต่อไปนี้:

  • n = 2 : ทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าปกติ ซึ่งมีกลุ่มการหมุนขนาดใหญ่ Tลำดับที่ 12ซึ่งมีกลุ่มย่อยเพียงกลุ่มเดียว D ;
  • n = 3 : ทรงแปดเหลี่ยมปกติ ซึ่งมีกลุ่มการหมุนขนาดใหญ่ Oลำดับที่ 24ซึ่งมี D สี่เวอร์ชัน เป็นกลุ่มย่อย

ถ้าปริซึมแอนติปริซึม 2 หรือ 3 ด้านตั้งฉากไม่เป็นแบบเอกรูป กลุ่มการหมุนของมันจะเป็นD หรือD ตามปกติ ปริซึมแอนติปริซึม n ด้าน ตั้งฉากมี ฐานเป็นรูป nเหลี่ยมปกติที่เท่ากันทุกประการ และด้านข้างเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่วที่เท่ากันทุกประการ ดังนั้นจึงมีกลุ่มสมมาตร (ไดเฮดรัล) เดียวกันกับ ปริซึมแอนติปริซึม n ด้านแบบเอกรูป สำหรับn 4

พิกัดคาร์ทีเซียนสำหรับจุดยอดของปริซึมแอ นติปริซึมมุมฉาก n ด้าน (กล่าวคือ มี ฐานเป็นรูป nเหลี่ยมปกติ และ ด้านข้างเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่ว 2n ด้านโดยรัศมีวงกลมล้อมรอบฐานเท่ากับ 1) คือ:

(คอสเคπn,บาปเคπn,(1)เคชม.){\displaystyle \left(\cos {\frac {k\pi }{n}},\sin {\frac {k\pi }{n}},(-1)^{k}h\right)}

โดยที่0 ≤ k ≤ 2 n – 1 ;

ถ้า ปริซึมแอนติ nตัวมีความสม่ำเสมอ (กล่าวคือ ถ้าสามเหลี่ยมเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า) แล้ว: 2ชม.2=คอสπnคอส2πn.{\displaystyle 2h^{2}=\cos {\frac {\pi }{n}}-\cos {\frac {2\pi }{n}}.}

แอนติปริซึมแบบสม่ำเสมอ

แอนติปริซึมn เอก รูปมี รูป n เหลี่ยม ปกติที่เท่ากัน สอง รูปเป็นฐาน และมี สามเหลี่ยมด้านเท่า 2n รูปเป็นด้านข้าง เช่นเดียวกับปริซึมเอกรูป แอนติปริซึมเอกรูปก็ก่อตัวเป็นชั้นอนันต์ของทรงหลายเหลี่ยมที่สลับจุดยอด สำหรับn = 2จะได้แอนติปริซึมสองเหลี่ยม (แอนติปริซึมเสื่อมสภาพ) ซึ่งมีลักษณะเหมือนกับทรงสี่เหลี่ยมด้าน เท่าปกติ สำหรับn = 3 ทรงแปดเหลี่ยมปกติจะเป็นแอนติปริซึมสามเหลี่ยม (แอนติปริซึมไม่เสื่อมสภาพ) [ 6 ]

กลุ่มของแอนติปริซึมnเหลี่ยมที่สม่ำเสมอ
ชื่อแอนติปริซึมปริซึมคู่(สามเหลี่ยม) ปริซึมแอนติสามเหลี่ยมปริซึมสี่เหลี่ยมจัตุรัส (ทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส)ปริซึมแอนติรูปห้าเหลี่ยมแอนติปริซึมหกเหลี่ยมแอนติปริซึมเจ็ดเหลี่ยม...แอนติปริซึมอะเพโรโกนัล
ภาพทรงหลายเหลี่ยม...
ภาพการปูพื้นทรงกลมภาพปูกระเบื้องระนาบ
การกำหนดค่าจุดยอด2.3.3.33.3.3.34.3.3.35.3.3.36.3.3.37.3.3.3...∞.3.3.3

แผนภาพ Schlegelของปริซึมแอนติกึ่งปกติเหล่านี้มีดังต่อไปนี้:

เอ3เอ4เอ5เอ6เอ7เอ8

คุณสมบัติ

ปริมาตรและพื้นที่ผิว

ให้aเป็นความยาวด้านของ ปริซึมแอนติปริซึม รูปหลายเหลี่ยมnด้านที่มีความสม่ำเสมอ ปริมาตรของมันคือ: วี=n4คอส2π2n1บาป3π2n12บาป2πn เอ3,{\displaystyle V={\frac {n{\sqrt {4\cos ^{2}{\frac {\pi }{2n}}-1}}\sin {\frac {3\pi }{2n}}}{12\sin ^{2}{\frac {\pi }{n}}}}~a^{3},} และพื้นที่ผิวคือ: เอ=n2(เปลเด็กπn+3)เอ2.{\displaystyle A={\frac {n}{2}}\left(\cot {\frac {\pi }{n}}+{\sqrt {3}}\right)a^{2}.} นอกจากนี้ ปริมาตรของแอนติปริซึมสี่เหลี่ยม มุมฉากปกติ n ด้าน ที่มีความยาวด้านฐานlและความสูงhจะได้รับจาก: [ 9 ]วี=nชม.212(ซีเอสซีπn+2เปลเด็กπn).{\displaystyle V={\frac {nhl^{2}}{12}}\left(\csc {\frac {\pi }{n}}+2\cot {\frac {\pi }{n}}\right).}

อนุพันธ์

รัศมีวงกลมล้อมรอบแนวนอนของรูปทรงเรขาคณิตปกติn{\displaystyle n}-กอนที่ฐานคือ

อาร์(0)=2บาปπn.{\displaystyle R(0)={\frac {l}{2\sin {\frac {\pi }{n}}}}.}

จุดยอดที่ฐานอยู่ที่

(อาร์(0)คอส2πnอาร์(0)บาป2πn0),=0..n1;{\displaystyle \left({\begin{array}{c}R(0)\cos {\frac {2\pi m}{n}}\\R(0)\sin {\frac {2\pi m}{n}}\\0\end{array}}\right),\quad m=0..n-1;}

จุดยอดด้านบนอยู่ที่

(อาร์(0)คอส2π(+1/2)nอาร์(0)บาป2π(+1/2)nชม.),=0..n1.{\displaystyle \left({\begin{array}{c}R(0)\cos {\frac {2\pi (m+1/2)}{n}}\\R(0)\sin {\frac {2\pi (m+1/2)}{n}}\\h\end{array}}\right),\quad m=0..n-1.}

โดยใช้การประมาณค่าเชิงเส้น จุดบนขอบสามเหลี่ยมด้านนอกของปริซึมแอนติปริซึมที่เชื่อมจุดยอดด้านล่างกับจุดยอดด้านบนจะอยู่ที่

(อาร์(0)ชม.[(ชม.z)คอส2πn+zคอสπ(2+1)n]อาร์(0)ชม.[(ชม.z)บาป2πn+zบาปπ(2+1)n]z),0zชม.,=0..n1{\displaystyle \left({\begin{array}{c}{\frac {R(0)}{h}}[(hz)\cos {\frac {2\pi m}{n}}+z\cos {\frac {\pi (2m+1)}{n}}]\\{\frac {R(0)}{h}}[(hz)\sin {\frac {2\pi m}{n}}+z\sin {\frac {\pi (2m+1)}{n}}]\\\\z\end{array}}\right),\quad 0\leq z\leq h,m=0..n-1}

และที่

(อาร์(0)ชม.[(ชม.z)คอส2π(+1)n+zคอสπ(2+1)n]อาร์(0)ชม.[(ชม.z)บาป2π(+1)n+zบาปπ(2+1)n]z),0zชม.,=0..n1.{\displaystyle \left({\begin{array}{c}{\frac {R(0)}{h}}[(h-z)\cos {\frac {2\pi (m+1)}{n}}+z\cos {\frac {\pi (2m+1)}{n}}]\\{\frac {R(0)}{h}}[(h-z)\sin {\frac {2\pi (m+1)}{n}}+z\sin {\frac {\pi (2m+1)}{n}}]\\\\z\end{array}}\right),\quad 0\leq z\leq h,m=0..n-1.}

โดยการสร้างผลรวมของกำลังสองของx{\displaystyle x}และy{\displaystyle y}พิกัดในเวกเตอร์สองตัวก่อนหน้านี้ ตัวหนึ่งคือกำลังสองของรัศมีวงกลมล้อมรอบส่วนนี้ที่ระดับความสูงz{\displaystyle z}เป็น

อาร์(z)2=อาร์(0)2ชม.2[ชม.22ชม.z+2z2+2z(ชม.z)คอสπn].{\displaystyle R(z)^{2}={\frac {R(0)^{2}}{h^{2}}}[h^{2}-2hz+2z^{2}+2z(h-z)\cos {\frac {\pi }{n}}].}

ส่วนตัดขวางที่ระดับความสูง0zชม.{\displaystyle 0\leq z\leq h}เหนือฐานคือ2n{\displaystyle 2n}-กอน (ตัดทอน)n{\displaystyle n}-กอน) กับn{\displaystyle n}ด้านยาว1(z)=(1z/ชม.){\displaystyle l_{1}(z)=l(1-z/h)}สลับกับn{\displaystyle n}ด้านยาว2(z)=z/ชม.{\displaystyle l_{2}(z)=lz/h}(ค่าเหล่านี้ได้มาจากความยาวของผลต่างระหว่างเวกเตอร์สองตัวก่อนหน้า) สามารถแยกย่อยได้เป็นn{\displaystyle n}สามเหลี่ยมไร้เส้นไอโซเซลของขอบอาร์(z),อาร์(z){\displaystyle R(z),R(z)}และ1{\displaystyle l_{1}}(ครึ่งเส้นรอบวง)อาร์(z)+1(z)/2{\displaystyle R(z)+l_{1}(z)/2}) บวกn{\displaystyle n} สามเหลี่ยมไร้เส้นไอโซเซลของขอบอาร์(z),อาร์(z){\displaystyle R(z),R(z)}และ2(z){\displaystyle l_{2}(z)}(ครึ่งเส้นรอบวง)อาร์(z)+2(z)/2{\displaystyle R(z)+l_{2}(z)/2}ตามสูตรของเฮรอน พื้นที่ของสามเหลี่ยมเหล่านี้คือ

คิว1(z)=อาร์(0)2ชม.2(ชม.z)[(ชม.z)คอสπn+z]บาปπn{\displaystyle Q_{1}(z)={\frac {R(0)^{2}}{h^{2}}}(h-z)\left[(h-z)\cos {\frac {\pi }{n}}+z\right]\sin {\frac {\pi }{n}}}

และ

คิว2(z)=อาร์(0)2ชม.2z[zคอสπn+ชม.z]บาปπn.{\displaystyle Q_{2}(z)={\frac {R(0)^{2}}{h^{2}}}z\left[z\cos {\frac {\pi }{n}}+h-z\right]\sin {\frac {\pi }{n}}.}

พื้นที่ของส่วนนี้คือn[คิว1(z)+คิว2(z)]{\displaystyle n[Q_{1}(z)+Q_{2}(z)]}และปริมาตรคือ

วี=n0ชม.[คิว1(z)+คิว2(z)]z=nชม.3อาร์(0)2บาปπn(1+2คอสπn)=nชม.1221+2คอสπnบาปπn.{\displaystyle V=n\int _{0}^{h}[Q_{1}(z)+Q_{2}(z)]dz={\frac {nh}{3}}R(0)^{2}\sin {\frac {\pi }{n}}(1+2\cos {\frac {\pi }{n}})={\frac {nh}{12}}l^{2}{\frac {1+2\cos {\frac {\pi }{n}}}{\sin {\frac {\pi }{n}}}}.}

ปริมาตรของปริซึมเหลี่ยมมุมฉากn ด้านที่มีความยาว lและความสูง hเท่ากันคือ: วีพีฉัน=nชม.24เปลเด็กπn{\displaystyle V_{\mathrm {prism} }={\frac {nhl^{2}}{4}}\cot {\frac {\pi }{n}}} ซึ่งเล็กกว่าของแอนติปริซึม

การสรุปโดยทั่วไป

ในมิติที่สูงกว่า

แอนติปริซึมสี่มิติสามารถกำหนดได้ว่ามีโพลีเฮดราคู่ขนาน สอง อันเป็นหน้าตรงข้ามกัน โดยที่แต่ละหน้าสามมิติระหว่างหน้าทั้งสองนั้นมาจากส่วนคู่ขนานสองส่วนของโพลีเฮดรา ได้แก่ จุดยอดและรูปหลายเหลี่ยมคู่ขนาน หรือขอบคู่ขนานสองขอบ โพลีเฮดรานูนสามมิติทุกอันจะเทียบเท่ากับหน้าตรงข้ามกันสองหน้าของแอนติปริซึมสี่มิติที่สร้างขึ้นจากโพลีเฮดรามาตรฐานและโพลีเฮดราคู่ขนาน[ 10 ]อย่างไรก็ตาม มีโพลีเฮดราสี่มิติบางอันที่ไม่สามารถรวมกับโพลีเฮดราคู่ขนานเพื่อสร้างแอนติปริซึมห้ามิติได้[ 11 ]

โพลีเฮดราที่ตัดกันเอง

3/2-แอนติปริซึมแบบไม่สม่ำเสมอ5/4-แอนติปริซึมแบบไม่สม่ำเสมอ5/2-แอนติปริซึม5/3-แอนติปริซึม
9/2-แอนตี้ปริซึม9/4-แอนตี้ปริซึม9/5-แอนตี้ปริซึม

ปริซึมแอนติรูปดาวเอกรูปจะถูกตั้งชื่อตามฐานรูปหลายเหลี่ยมดาว{ p / q }และมีอยู่ทั้งในรูปแบบเดินหน้าและถอยหลัง (ไขว้) รูปแบบไขว้จะมีรูปจุดยอด ที่ตัดกัน และแสดงด้วยเศษส่วน "กลับด้าน": p /( pq )แทนที่จะเป็นp / q ; ตัวอย่างเช่น (5/3) แทนที่จะเป็น (5/2)

ปริซึม แอ นติ รูปดาวตั้งฉากn-แอนติปริซึมมีฐานเป็นรูปหลายเหลี่ยมนูนปกติหรือรูปดาว สองรูปที่เท่า กันทุกประการ และมีแกนร่วมกัน และ มีด้านข้างเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่ว2n รูป

ปริซึมรูปดาวใดๆ ที่มี ฐานเป็นรูปนูน ปกติหรือรูปหลายเหลี่ยมดาว สามารถทำให้เป็น ปริซึมรูปดาว ตั้งฉากได้ (โดยการเลื่อนและ/หรือบิดฐานด้านใดด้านหนึ่ง หากจำเป็น)

ปริซึมแอนติปริซึมเอกรูปที่ไม่ใช่รูปดาวและรูปดาวที่มีด้านมากถึง 15 ด้าน รวมทั้งปริซึมแอนติปริซึมของรูป 29 ด้าน (หรือรูปยี่สิบเก้าเหลี่ยม ) ตัวอย่างเช่น ปริซึมแอนติปริซึมไขว้รูปยี่สิบเก้าเหลี่ยม ( 29/ q ) ที่มีค่า qมากที่สุดซึ่งทำให้สามารถเป็นปริซึมเอกรูปได้ คือq = 19และแสดงอยู่ที่มุมล่างขวาของภาพ สำหรับq ≥ 20ถึง28ปริซึมแอนติปริซึมไขว้จะไม่สามารถเป็นปริซึมเอกรูปได้หมายเหตุ: ปริซึมแอนติปริซึมไขว้รูปแปดเหลี่ยม (8/5) หายไป

ในรูปแบบย้อนกลับ แต่ไม่ใช่ในรูปแบบไปข้างหน้า สามเหลี่ยมที่เชื่อมฐานนูนหรือฐานรูปดาวจะตัดกับแกนสมมาตรการหมุน ดังนั้น:

  • ปริซึมแอนติแบบดาวกลับด้านที่มีฐานเป็นรูปหลายเหลี่ยมนูนปกติไม่สามารถมีขอบทุกด้านยาวเท่ากันได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถเป็นรูปทรงเอกรูปได้ "ข้อยกเว้น": ปริซึมแอนติแบบดาวกลับด้านที่มีฐานเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า (การจัดเรียงจุดยอด: 3.3/2.3.3) สามารถเป็นรูปทรงเอกรูปได้ แต่ในกรณีนั้น มันจะมีลักษณะเหมือนรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า: มันคือรูปทรงหลายเหลี่ยมดาวเสื่อมสภาพ
  • ในทำนองเดียวกัน ปริซึมแอนติแบบดาวกลับด้านบางรูปที่มีฐานเป็นรูปหลายเหลี่ยมดาวปกติ ไม่สามารถมีความยาวขอบเท่ากันทุกด้านได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถเป็นแบบสม่ำเสมอได้ ตัวอย่างเช่น ปริซึมแอนติแบบดาวกลับด้านที่มีฐานเป็นรูปหลายเหลี่ยมดาวปกติ{7/5} (การจัดเรียงจุดยอด: 3.3.3.7/5) ไม่สามารถเป็นแบบสม่ำเสมอได้

นอกจากนี้ ยัง สามารถสร้างสารประกอบแอนติปริซึมรูปดาวที่มีฐานรูปดาว{ p / q } -gon ปกติได้ หาก pและqมีตัวประกอบร่วมกัน ตัวอย่างเช่น แอนติปริซึมรูปดาว (10/4) คือสารประกอบของแอนติปริซึมรูปดาว (5/2) สองตัว

ปริซึม คู่ของ ( p / q ) แอนติปริซึมที่มีq < p /2คือสี่เหลี่ยมคางหมูp / qและปริซึมคู่ของปริซึมคู่ของ ( p / q ) แอนติปริซึมที่มีq > p /2กล่าวคือ แอนติปริซึมไขว้ คือ สี่เหลี่ยมคางหมูเว้า ( p / q ) โดยที่ "เว้า" หมายถึงหน้า 2 มิติของทรงตัน 3 มิติ[ 12 ]

จำนวนของแอนติปริซึมไขว้ที่สม่ำเสมอ

ถ้า ใช้สัญลักษณ์( p / q ) สำหรับแอนติปริซึมแล้ว สำหรับ q > p /2แอนติปริซึมจะเป็นแบบไขว้ (ตามนิยาม) และสำหรับq < p /2จะไม่เป็นแบบไขว้ ในส่วนนี้ถือว่าแอนติปริซึมทั้งหมดไม่ใช่แบบเสื่อมสภาพ กล่าวคือp ≥ 3 , q ​​≠ p /2นอกจากนี้ เงื่อนไข( p , q ) = 1 ( pและqเป็นจำนวนเฉพาะสัมพัทธ์) ก็เป็นจริงเช่นกัน เนื่องจากไม่รวมจำนวนประกอบในการนับ จำนวนแอนติปริซึมแบบไขว้ที่สม่ำเสมอสำหรับp ที่กำหนด สามารถหาได้โดยใช้อสมการอย่างง่าย เงื่อนไขเกี่ยวกับq ที่เป็นไปได้ คือ

p / 2 < q < 2 / 3 pและ( p , q ) =1

ตัวอย่าง:

  • p = 3: 2 ≤ q ≤ 1 – ปริซึมสามเหลี่ยมไขว้แบบสม่ำเสมอไม่มีอยู่จริง
  • p = 5: 3 ≤ q ≤ 3 – แอนติปริซึมหนึ่งอันของประเภท (5/3) สามารถเป็นแบบสม่ำเสมอได้
  • p = 29: 15 ≤ q ≤ 19 – มีความเป็นไปได้ห้าแบบ (15 ถึง 19) ดังแสดงในคอลัมน์ขวาสุด ใต้ปริซึมนูน (29/1) ในภาพด้านบน
  • p = 15: 8 ≤ q ≤ 9 – แอนติปริซึมที่มี q = 8 เป็นคำตอบ แต่ต้องปฏิเสธ q = 9 เนื่องจาก (15,9) = 3 และ 15/9 = 5/3แอติปริซึม( 15/9 ) เป็นส่วนประกอบของแอนติปริซึมสาม ตัว ( 5/3 ) เนื่องจาก 9 สอดคล้องกับอสมการ ส่วนประกอบนี้จึงสามารถเป็นเอกรูปได้ และถ้าเป็น เช่นนั้น ส่วนประกอบของมันก็ต้องเป็นเอกรูปด้วยเช่นกัน อันที่จริง แอนติปริซึม (5/3) สามารถเป็นเอกรูปได้ตามตัวอย่างที่ 2

ในคอลัมน์แรกของตารางต่อไปนี้ สัญลักษณ์ต่างๆ คือ สัญลักษณ์ของ Schoenflies, Coxeter และ orbifold ตามลำดับ

ปริซึมแอนติ รูปดาว ( p / q ) โดยสมมาตร สำหรับp ≤ 12
กลุ่มสมมาตรดาวสม่ำเสมอ(ตัวย่อ) [ 13 ]ดวงดาวที่ถูกต้อง
D [2,3] (2*3)3.3/2.3.3 ปริซึมสามเหลี่ยมไขว้
D [2 + ,8] (2*4)3.3/2.3.4 ปริซึมแอนติสี่เหลี่ยมไขว้
D [2,5] (*225)3.3.3.5/2 ปริซึมแอนติเพนทาแกรม (สแต็ป)3.3/2.3.5 ปริซึมแอนติเพนทากอนไขว้
D [2 + ,10] (2*5)3.3.3.5/3 ปริซึมไขว้รูปดาวห้าแฉก (starp)
D [2 + ,12] (2*6)3.3/2.3.6 ปริซึมหกเหลี่ยมไขว้
D [2,7] (*227)3.3.3.7/2 ปริซึมแอนติเฮปตาแกรม (7/2) (รูปทรง)3.3.3.7/4 ปริซึมไขว้รูปเจ็ดเหลี่ยม (7/4) (gisharp)
D [2 + ,14] (2*7)3.3.3.7/3 ปริซึมแอนติรูปเจ็ดเหลี่ยม (7/3) (กิชาป)
D [2 + ,16] (2*8)3.3.3.8/3 ปริซึมรูปแปดเหลี่ยม (สลอป)3.3.3.8/5 ปริซึมไขว้รูปแปดเหลี่ยม (สตอร์ป)
D [2,9] (*229)3.3.3.9/2 แอนติปริซึมเอนเนียแกรมมิก (9/2) (ขั้นบันได)3.3.3.9/4 แอนติปริซึมแบบเอนเนียแกรม (9/4) (gisteap)
D [2 + ,18] (2*9)3.3.3.9/5 Enneagrammic crossed antiprism (gisterp)
D [2 + ,20] (2*10)3.3.3.10/3 Decagrammic antiprism (stidap)
D [2,11] (*2.2.11)3.3.3.11/2 Undecagrammic (11/2)3.3.3.11/4 อักษรสิบตัว (11/4)3.3.3.11/6 Undecagrammic crossed (11/6)
D [2 + ,22] (2*11)3.3.3.11/3 Undecagrammic (11/3)3.3.3.11/5 Undecagrammic (11/5)3.3.3.11/7 Undecagrammic crossed (11/7)
D [2 + ,24] (2*12)3.3.3.12/5 โดเดคาแกรมมิก3.3.3.12/7 รูปสิบสองเหลี่ยมไขว้กัน
......

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • แอนโทนี พิวจ์ (1976). โพลีเฮดรา: แนวทางเชิงภาพ . แคลิฟอร์เนีย: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์. ISBN 0-520-03056-7.บทที่ 2: รูปทรงหลายเหลี่ยมแบบอาร์คิมีเดียน ปริซึม และแอนติปริซึม
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Antiprism&oldid=1358403573 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แอนติปริซึม

ในทางเรขาคณิตแอนติปริซึม n ด้านหรือn- แอ นติปริซึมคือรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ประกอบด้วยสำเนาขนานกันโดยตรงสองสำเนา(ไม่ใช่ภาพสะท้อน) ของรูปหลายเหลี่ยมnด้านเชื่อมต่อกันด้วยแถบสามเหลี่ยม..

ประวัติศาสตร์

ในหนังสือ Harmonices Mundi ปี 1619 โยฮันเนส เคปเลอร์ สังเกตเห็นการมีอยู่ของตระกูลแอนติปริซึมอนันต์ [ 1 ] โดยทั่วไปแล้วถือว่าเป็นการค้นพบรูปทรงเหล่านี้เป็นครั้งแรก แต่รูปทรงเหล่านี้อาจเป็นที่รู้จักมาก่อนหน้านั้นแล้ว: บล็อกพิมพ์ที่ไม่มีลายเซ็นสำหรับ โครงร่าง...

แอนติปริซึมขวา

สำหรับปริซึมแอนติปริซึมที่มี ฐาน เป็นรูปหลายเหลี่ยม ปกติ n ด้าน โดยทั่วไปจะพิจารณากรณีที่สำเนาทั้งสองนี้บิดกันด้วยมุม 180 / n องศา แกนของรูปหลายเหลี่ยมปกติคือเส้น ที่ตั้งฉาก กับระนาบของรูปหลายเหลี่ยมและอยู่ตรงกลางของรูปหลาย เหลี่ยม

แอนติปริซึมแบบสม่ำเสมอ

แอน ติปริซึม n เอก รูป มี รูป n เหลี่ยม ปกติ ที่เท่ากัน สอง รูปเป็นฐาน และมี สามเหลี่ยมด้านเท่า 2n รูป เป็น ด้านข้าง เช่นเดียวกับปริซึมเอกรูป แอนติปริซึมเอกรูปก็ก่อตัวเป็นชั้นอนันต์ของทรงหลายเหลี่ยมที่สลับจุดยอด สำหรับ n = 2 จะได้แอนติปริซึมสองเหลี่ยม...