ランシネーテッド5セル

5セルランシネーテッド5セル
ランシトランケーテッド5セル全截頭5細胞(截頭5細胞)
A 4コクセター平面における直交投影

4 次元幾何学において、ランシネーション 5 セルは凸型均一 4 次元多面体であり、通常の5 セルのランシネーション(面の平坦化までの 3 次切断) です。

5 セルのランシネーションには、順列、切り捨て、およびカンテレーションを含む 3 つの独自の度合いがあります。

ランシネーテッド5セル

ランシネーテッド5セル
四面体セルの半分が見える シュレーゲル図。
タイプ 一様4次元多面体
シュレーフリ記号t 0,3 {3,3,3}
コクセター図
細胞 30 10 ( 3.3.3 ) 20 ( 3.4.4 )
70 40 {3} 30 {4}
エッジ 60
頂点 20
頂点図形(細長い正三角形の逆プリズム)
対称群Aut (A 4 ), [[3,3,3]], 次数 240
プロパティ 凸状等角、等
均一インデックス 4 5 6

ランシネーテッド5セル、または小型プリズマトデカクロンは、 5セルのセルを放射状に拡張し、隙間を三角柱(面柱と辺図形)と四面体(双対5セルのセル)で埋めることによって構成されます。10個の四面体と20個の三角柱で構成されます。10個の四面体は、5セルとその双対のセルに対応します。

位相幾何学的には、最も高い対称性[[3,3,3]]のもとでは、10個の正四面体と20個の均一な三角柱を含む幾何学的形状は1つしか存在しない。長方形は常に正方形である。これは、2組の辺が、それぞれ双対に配向された5個の正四面体からなる2組の辺に対応し、拡張対称性のもとでこれらの辺が等しくなるためである。

EL エルテは1912 年にこれを半正多面体であると特定しました。

別名

構造

10個の四面体セルのうち2つは、各頂点で接しています。三角柱はそれらの間に位置し、それぞれの三角形の面でそれらと、それぞれの正方形の面で互いに接合されています。各三角柱は、隣接する三角柱と互いに向きに接合されています(つまり、共有正方形面の辺Aと辺Bが一方の柱の三角形の面に接合されている場合、残りの2つの辺はもう一方の柱の三角形の面に接合されています)。したがって、隣接する柱の各ペアを同じ超平面に回転させると、ジャイロビファスティギウム(gyrobifastigium )が形成されます。

構成

配置行列では、要素間のすべての入射回数が表示されます。対角fベクトルの数は、ウィトフ構成 によって導出されます。ウィトフ構成とは、部分群順序の全体順序を、一度に1つの鏡像を除去することによって分割するものです。[ 1 ]

f kf 0f 1f 2f 3
f 020 3 3 3 6 3 1 3 3 1
f 12 30 * 2 2 0 1 2 1 0
2 * 30 0 2 2 0 1 2 1
f 23 3 0 20 * * 1 1 0 0
4 2 2 * 30 * 0 1 1 0
3 0 3 * * 20 0 0 1 1
f 34 6 0 4 0 0 5 * * *
6 6 3 2 3 0 * 10 * *
6 3 6 0 3 2 * * 10 *
4 0 6 0 0 4 * * * 5

解剖

ランシネーテッド5セルは、中央の立方八面体によって2つの四面体キューポラに分割できます。この分割は、3D立方八面体が中央の六角形によって2つの三角形キューポラに分割されるのと類似しています。

画像

正投影図
A kコクセター平面A4A3A 2
グラフ
二面対称性[[5]] = [10] [4] [[3]] = [6]
10個の四面体セルを持つ 3球面投影シュレーゲル図の内部を見るネット

座標

原点中心で辺の長さが 2 の 5 セルの頂点の 直交座標は次のとおりです。

5次元空間では、次の20通りの順列として、より単純な座標セットを作成できます。

(0,1,1,1,2)

この構造は、ランシネートされた 5 オルソプレックスの32 のオルサントの 1 つとして存在します。

5次元空間における2番目の構成は、修正された5次元直交複体の中心から、次の座標順列によって与えられる。

(1,-1,0,0,0)

ルートベクトル

その20個の頂点は単純リー群A 4のルートベクトルを表す。また、これは4次元空間における 5セルハニカム頂点図形でもある。

断面

3次元超平面を持つランシネーテッド5セルの最大断面積は、立方八面体である。この断面積は、ランシネーテッド5セルを、それぞれ5つの四面体と10個の三角柱からなる 2つの四面体ハイパーキューポラに分割する。

予測

ランシネーテッド5セルを3次元空間に正四面体から投影すると、その正投影は立方八面体となる。この投影の構造は以下の通りである。

  • 立方八面体の外殻は次のように内部的に分割されます。
  • 4つの扁平四面体が、立方八面体の4つの三角形の面と中央の四面体を繋いでいます。これらは5つの四面体セルのイメージです。
  • 立方八面体の6つの正方形の面は、歪んだ三角柱を介して中央の四面体の辺と接合されています。これらは、6つの三角柱セルの画像です。
  • 残りの4つの三角形の面は、4つの三角柱(投影によって歪んだ)を介して中央の正四面体と結合しています。これらは、さらに4つの三角柱セルの画像です。
  • これは、5 セル (5 つの四面体と 10 個の三角柱) の半分を占め、北半球と考えることができます。
  • もう一方の半分、つまり「南半球」は、立方八面体の双対的な同型分割に対応し、中央の四面体は前半の四面体と双対になっています。立方八面体の三角形の面は、一方の半球の三角柱ともう一方の半球の扁平四面体を繋ぎ、その逆も同様です。したがって、南半球にはさらに5つの四面体と10個の三角柱が含まれ、合計で10個の四面体と20個の三角柱になります。

正歪多面体{ 4,6|3}は、4次元空間において、各頂点の周りに6つの正方形を持つ、ジグザグの非平面頂点図形として存在します。これらの正方形の面は、60辺と20頂点すべてを用いたランシネーション5セル上に見られます。ランシネーション5セルの40個の三角形の面は、除去されたように見えます。双対正歪多面体{6,4|3}は、同様に、ビットランシネーション5セルの六角形の面と関連しています。

ランシトランケーテッド5セル

ランシトランケーテッド5セル
立方八面体セル を示すシュレーゲル図
タイプ 一様4次元多面体
シュレーフリ記号t 0,1,3 {3,3,3}
コクセター図
細胞 30 5 (3.6.6) 10 (4.4.6) 10 (3.4.4) 5 (3.4.3.4)
120 40 {3} 60 {4} 20 {6}
エッジ 150
頂点 60
頂点図形(四角錐)
コクセターグループA 4、[3,3,3]、順序120
プロパティ 凸状等角状
均一インデックス 7 8 9
ネット

切頂五セルまたは角錐台五角錐は、60の頂点、150の辺、120の面、そして30のセルから構成されます。セルは、切頂四面体5個、六角柱10個、三角柱10個、そして立方八面体5個です。各頂点は、切頂四面体1個、六角柱2個、三角柱1個、そして立方八面体1個の5つのセルに囲まれており、頂点図形は直方錐です。

別名

  • ランシトランケイテッドペンタクロロン
  • ランシトランケーテッド4単体
  • ジプリズマトディスペンタコロン
  • 角錐角状五角形(略称:prip)(ジョナサン・バウアーズ)

構成

配置行列では、要素間のすべての入射回数が表示されます。対角fベクトルの数は、ウィトフ構成によって導出されます。ウィトフ構成とは、部分群順序の全体順序を、一度に1つの鏡像を除去することで分割するものです。[ 2 ]

f kf 0f 1f 2f 3
f 060 1 2 2 2 2 1 2 1 1 2 1 1
f 12 30 * * 2 2 0 0 0 1 2 1 0
2 * 60 * 1 0 1 1 0 1 1 0 1
2 * * 60 0 1 0 1 1 0 1 1 1
f 26 3 3 0 20 * * * * 1 1 0 0
4 2 0 2 * 30 * * * 0 1 1 0
3 0 3 0 * * 20 * * 1 0 0 1
4 0 2 2 * * * 30 * 0 1 0 1
3 0 0 3 * * * * 20 0 0 1 1
f 312 6 12 0 4 0 4 0 0 5 * * *
12 6 6 6 2 3 0 3 0 * 10 * *
6 3 0 6 0 3 0 0 2 * * 10 *
12 0 12 12 0 0 4 6 4 * * * 5

画像

正投影図
A kコクセター平面A4A3A 2
グラフ
二面対称性[5] [4] [3]
40 個の青い三角形の面と 60 個の緑の四角形の面を持つ シュレーゲル図。シュレーゲル図の中央部分。

座標

原点中心で辺の長さが 2 の 5 セルの 直交座標は次のとおりです。

座標

頂点は、次の順列として、5次元空間の超平面上にさらに簡単に構築できます。

(0,1,1,2,3)

この構造は、ランシトランケート 5 オルソプレックスの正のオルソファセットから作成されています。

全頭5細胞

全頭5細胞
切断された八面体セルの半分が示された シュレーゲル図。
タイプ 一様4次元多面体
シュレーフリ記号t 0,1,2,3 {3,3,3}
コクセター図
細胞 30 10 (4.6.6) 20 (4.4.6)
150 90{4} 60{6}
エッジ 240
頂点 120
頂点図形フィリック二蝶形骨
コクセターグループAut (A 4 ), [[3,3,3]], 次数 240
プロパティ 凸状等角状ゾノトープ
均一インデックス 8 9 10

截頭五胞体、あるいは大十角柱体は、120の頂点、240の辺、150の面(正方形90面、六角形60面)、そして30の胞体から構成されます。胞体は、10の截頭八面体と20の六角柱で構成されています。各頂点は、2つの截頭八面体と2つの六角柱の計4つの胞体に囲まれており、これらは2つの扇形二蝶形頂点図形に配置されています。

コクセターは、1906年に著書『第四次元』でこれを説明したCHヒントンにちなんで、これをヒントンの多面体と呼んでいます。これは均一なハニカムを形成し、コクセターはこれをヒントンのハニカムと呼んでいます。[ 3 ]

別名

  • 全頭5細胞
  • 全切形五頂
  • 全切断型4単体
  • グレートプリズマトデカクロロン(略称:ギッピッド)(ジョナサン・バウアーズ)
  • ヒントンの多面体(コクセター

構成

配置行列では、要素間のすべての入射回数が表示されます。対角fベクトルの数は、ウィトフ構成によって導出されます。これは、部分群順序の全体順序を、一度に1つの鏡像を除去することによって分割するものです。[ 4 ]

f kf 0f 1f 2f 3
f 0120 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
f 12 60 * * * 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0
2 * 60 * * 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1
2 * * 60 * 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1
2 * * * 60 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1
f 26 3 3 0 0 20 * * * * * 1 1 0 0
4 2 0 2 0 * 30 * * * * 1 0 1 0
4 2 0 0 2 * * 30 * * * 0 1 1 0
6 0 3 3 0 * * * 20 * * 1 0 0 1
4 0 2 0 2 * * * * 30 * 0 1 0 1
6 0 0 3 3 * * * * * 20 0 0 1 1
f 324 12 12 12 0 4 6 0 4 0 0 5 * * *
12 6 6 0 6 2 0 3 0 3 0 * 10 * *
12 6 0 6 6 0 3 3 0 0 2 * * 10 *
24 0 12 12 12 0 0 0 4 6 4 * * * 5

画像

正投影図
A kコクセター平面A4A3A 2
グラフ
二面対称性[[5]] = [10] [4] [[3]] = [6]
ネット
全頭5細胞 デュアルからオムニトランケーテッド5セル

透視投影

透視図シュレーゲル図切頂八面体を中心とした図立体投影

ペルムトヘドロン

切頂八面体が4次のパーミュトヘドロンであるのと同様に、全切頂五胞体は5次のパーミュトヘドロンである。[ 5 ] 全切頂五胞体はゾノトープであり、原点と五胞体の5つの頂点を通る5本の直線に平行な5本の線分のミンコフスキー 和である。

パーミュトヘドロンとしての直交投影

テッセレーション

5セルのハニカムは、このセルを並進的にコピーすることで4次元空間をモザイク状に並べることができ、各セルは各面の周りに3つのハイパーセルを持つ。このハニカムのコクセター図[ 6 ] 3次元の類似のハニカムである、3つの異なるコクセター群ウィトフ構造を持つ二面切頂立方ハニカムとは異なり、このハニカムはそのような構造が1つしかありません。[ 3 ]

対称

5セル型全切形は拡張五面対称性([[3,3,3]]、位数240)を持つ。5セル型全切形は[3,3,3]コクセター群のグルサ四面体を表す。拡張対称性は、中間位数3の枝を横切る2回転回転によって生じ、より明確には[2 + [3,3,3]]と表される。

座標

原点中心で辺の長さが 2 の 5 セルの頂点の 直交座標は次のとおりです。

これらの頂点は、5次元空間では(0,1,2,3,4)の120通りの順列としてより簡単に得られる。この構成は、ランシカント切頂5次元直交複素数の正直交、t 0,1,2,3 {3,3,3,4}から得られる。

[3,3,3]対称性と2種類の切頂八面体を持つ不均一な多面体は、2種類の切頂八面体を重ねることで2倍になり、切頂八面体10個、六角柱2種類(二三角柱20個、二三角台形20個)、直角台形2種類(D 2d対称性が30個、C 2v対称性が60個)、頂点数240の不均一な多面体となる。その頂点図形は不規則な三角両錐体である。

頂点図形

このポリクロロンを交互に配置すると、10個のイコサヘドロン、2種類の40個のオクタヘドロンS 6対称性が20個、 D 3対称性が20個)、3種類の210個のテトラヘドロン(正方二面体30個、フィリック二面体60個、不規則四面体120個)、および120個の頂点を持つ別の不均一ポリクロロンが生成されます。このポリクロロンは[[3,3,3] + ]の対称性を持ち、次数は120です。

頂点図形

フルスナブ5セル

オムニスナブ5セルの頂点図

完全スナブ5セルまたはオムニスナブ5セルは、オムニトランケーテッド5セルの交代として定義され、均一にすることはできませんが、コクセター図を与えることができます。対称性[[3,3,3]] +、位数120、90個のセル(10個の正20面体、20個の8面体、削除された頂点の隙間を埋める60個の正4面体)で構成されています。300個の面(三角形)、270個の辺、60個の頂点を持ちます。

位相的に、最も高い対称性[[3,3,3]] +では、10面体はT対称性(カイラル四面体)を持ち 20面体はD3対称性を持ち 60面体はC2対称性を持つ。[ 7 ]

これらの多面体は、[3,3,3]コクセター群から構成される9つの均一な4次元多面体のファミリーの一部です。

名前 5セル切り詰められた5セル整流5セルカンテレーション5セルビットランケーテッド5セル片側切断5細胞ランシネーテッド5セルランシトランケーテッド5セル全切断型5細胞
シュレーフリ記号{3,3,3} 3r{3,3,3} t{3,3,3} 3t{3,3,3} r{3,3,3} 2r{3,3,3} rr{3,3,3} r2r{3,3,3} 2t{3,3,3} tr{3,3,3} t2r{3,3,3} t 0,3 {3,3,3} t 0,1,3 {3,3,3} t 0,2,3 {3,3,3} t 0,1,2,3 {3,3,3}
コクセター図
シュレーゲル図
4コクセター平面グラフ
3コクセター平面グラフ
2コクセター平面グラフ

注記

  1. ^ Klitzing, Richard. 「x3o3o3x - spid」
  2. ^リチャード・クリッツィング「x3x3o3x - prip」
  3. ^ a b『幾何学の美:12のエッセイ』(1999年)、ドーバー出版、LCCN  99-35678ISBN 0-486-40919-8(ゾノヘデドラの分類、73ページ)
  4. ^リチャード・クリッツィング、「x3x3x3x - gippid」
  5. ^ 5次の順列面体
  6. ^ジョージ・オルシェフスキー『均一な全倍体テトラコーム』原稿(2006年):このモザイク模様を[143の140]大プリズマトデカコリックテトラコーム(オムニトランケーテッドペンタコリック4dハニカム)
  7. ^ "S3s3s3s" .

参考文献

  • HSMコクセター
    • HSM Coxeter著『Regular Polytopes』第3版、ドーバー、ニューヨーク、1973年
    • 万華鏡:HSMコクセター選集、F・アーサー・シャーク、ピーター・マクマレン、アンソニー・C・トンプソン、アジア・アイビック・ワイス編、Wiley-Interscience Publication、1995年、wiley.comISBN 978-0-471-01003-6
      • (論文22)HSM Coxeter,正則多面体と半正則多面体I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380–407, MR 2,10]
      • (論文23)HSM Coxeter,正則多面体と半正則多面体II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559–591]
      • (論文24)HSM Coxeter,正則多面体と半正則多面体III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3–45]
  • ノーマン・ジョンソン『均一多面体』、原稿(1991年)
    • NW ジョンソン:均一多面体とハニカムの理論、Ph.D.
  • 1. ペンタコロンに基づく凸均一ポリコーラ - モデル 5、8、9、George Olshevsky。
  • Klitzing, Richard. 「4D 均一多面体 (ポリコラ)」o3x3x3o - spid、x3x3o3x - prip、x3x3x3x - gippid
家族アンB nI 2 ( p ) / D nE 6 / E 7 / E 8 / F 4 / G 2H n
正多角形三角形四角p角形六角形五角形
均一な多面体四面体八面体立方体デミキューブ十二面体二十面体
均一ポリクロロンペンタコロン16セルTesseractデミテッセラクト24セル120セル600セル
一様5次元多面体5単体5-オルソプレックス5-キューブ5デミキューブ
一様6次元多面体6単体6-オルソプレックス6-キューブ6デミキューブ1 222 21
一様7次元多面体7単体7-オルソプレックス7-キューブ7デミキューブ1 322 313 21
一様8次元多面体8単体8-オルソプレックス8-キューブ8デミキューブ1 422 414 21
一様9次元多面体9単体9-オルソプレックス9-キューブ9デミキューブ
一様10次元多面体10単体10-オルソプレックス10-キューブ10デミキューブ
n多面体n -単体n -オルソプレックスn -キューブn -デミキューブ1 k22 k1k 21n -五角形多面体
トピック:多面体族正多面体正多面体と複合多面体の一覧多面体の演算