均一多面体のリスト

幾何学において一様多面体(いちようたいしゅうたい)とは、正多角形をとして持ち頂点推移性頂点推移的、等角的、つまり任意の頂点を他の任意の頂点に写像する等長写像が存在する)を有する多面体である。したがって、すべての頂点は合同であり、多面体は高度な鏡映対称性と回転対称性を有する。

均一多面体は、凸状の正多角形面を持つ形状と星形状に分けられます。星形状は、正多角形または頂点図形のいずれか、あるいはその両方を持ちます。

このリストには次のものが含まれます。

ソポフ(1970)は、プリズム反プリズムの無限族を除いて、均一多面体はわずか75個しか存在しないことを証明しました。ジョン・スキリングは、辺で交わるのは2面のみという条件を緩和することで、見落とされてきた退化した例を発見しました。これは、いくつかの辺のペアが一致するため、均一多面体ではなく退化した均一多面体です。

含まれないもの:

インデックス作成

均一多面体には、文字で区別される 4 つの番号体系が一般的に使用されています。

  • [ C ] Coxeterら(1954)は、図15から図32に形状、図33から図35に3つの柱状形状、図36から図92に非凸形状を示した。
  • [ W ] Wenninger, 1974 には 119 個の図があり、1 から 5 はプラトン立体、6 から 18 はアルキメデス立体、19 から 66 は 4 つの正非凸多面体を含む星型図形、そして 67 から 119 は非凸一様多面体である。
  • [ K ] カレイド、1993年:80の図は対称性によってグループ分けされました。1~5は二面体対称の無限の柱状形状の代表、6~9は四面体対称、10~26は八面体対称、27~80は二十面体対称です。
  • [ U ] Mathematica(1993)は、Kaleidoシリーズに従って、5つのプリズマティックフォームを最後に移動したため、非プリズマティックフォームは1〜75になりました。

多面体の辺の数による名前

最も一般的な多面体には、一般的な幾何学的名称があります。5つのプラトン立体は、それぞれ4、6、8、12、20の面を持つ正四面体、正六面体、正八面体正十二面体、正二十面体と呼ばれます。正六面体は立方体です。

多面体の表

凸形状は、頂点配置の次数(頂点当たり3面以上)と、面当たりの辺数の増加順に並べられています。この順序付けにより、位相的な類似性を示すことができます。

正多角形ごとに 1 つずつ、無限の数のプリズムと反プリズムが存在し、12 角形の場合までがリストされています。

凸一様多面体

名前写真頂点
タイプ
ウィトフ
記号
Sym.C#W#う#K#垂直。エッジタイプ別の顔
四面体
3.3.3
3 | 2 3T dC15W001U01K064644{3}
三角柱
3.4.4
2 3 | 2D 3時間C33aU76aK01a6952{3}
+3{4}
切頂四面体
3.6.6
2 3 | 3T dC16W006U02K07121884{3}
+4{6}
切り取られた立方体
3.8.8
2 3 | 4おおC21W008U09K142436148{3}
+6{8}
切頂十二面体
3.10.10
2 3 | 5C29W010U26K3160903220{3}
+12{10}
キューブ
4.4.4
3 | 2 4おお18世紀W003U06K1181266{4}
五角柱
4.4.5
2 5 | 2D 5時間C33bU76bK01b101575{4}
+2{5}
六角柱
4.4.6
2 6 | 2D 6時間C33cU76cK01c121886{4}
+2{6}
七角柱
4.4.7
2 7 | 2D 7時間C33dU76dK01d142197{4}
+2{7}
八角柱
4.4.8
2 8 | 2D 8時間C33eU76eK01e1624108{4}
+2{8}
正七角柱
4.4.9
2 9 | 2D 9時間C33fU76fK01f1827119{4}
+2{9}
十角柱
4.4.10
2 10 | 210時間C33gU76gK01g20301210{4}
+2{10}
12角柱
4.4.11
2 11 | 211時間C33時間U76hK01h22331311{4}
+2{11}
十二角柱
4.4.12
2 12 | 2D 12時間C33iU76iK01i24361412{4}
+2{12}
切頂八面体
4.6.6
2 4 | 3おお20世紀W007U08K132436146{4}
+8{6}
切頂立方八面体
4.6.8
2 3 4 |おおC23W015U11K1648722612{4}
+8{6}
+6{8}
切頂二十面体
4.6.10
2 3 5 |C31W016U28K331201806230{4}
+20{6}
+12{10}
十二面体
5.5.5
3 | 2 5C26W005U23K2820301212{5}
切頂二十面体
5.6.6
2 5 | 3C27W009U25K3060903212{5}
+20{6}
八面体
3.3.3.3
4 | 2 3おお17世紀W002U05K1061288{3}
正方形の反プリズム
3.3.3.4
| 2 2 4D 4dC34aU77aK02a816108{3}
+2{4}
五角形の反プリズム
3.3.3.5
| 2 2 5D 5dC34bU77bK02b10201210{3}
+2{5}
六角形の反プリズム
3.3.3.6
| 2 2 6D 6dC34cU77cK02c12241412{3}
+2{6}
七角形の反プリズム
3.3.3.7
| 2 2 7D 7dC34dU77dK02d14281614{3}
+2{7}
八角形の反プリズム
3.3.3.8
| 2 2 8D 8dC34eU77eK02e16321816{3}
+2{8}
正八角形の反対柱
3.3.3.9
| 2 2 9D 9dC34fU77fK02f18362018{3}
+2{9}
十角形反プリズム
3.3.3.10
| 2 2 10D 10dC34gU77gK02g20402220{3}
+2{10}
12角形逆プリズム
3.3.3.11
| 2 2 11D 11dC34時間U77hK02h22442422{3}
+2{11}
十二角形逆プリズム
3.3.3.12
| 2 2 12D 12dC34iU77iK02i24482624{3}
+2{12}
立方八面体
3.4.3.4
2 | 3 4おお19世紀W011U07K121224148{3}
+6{4}
菱形立方八面体
3.4.4.4
3 4 | 2おおC22W013U10K152448268{3}
+(6+12){4}
菱形十二面体
3.4.5.4
3 5 | 2C30W014U27K32601206220{3}
+30{4}
+12{5}
二十面体
3.5.3.5
2 | 3 528世紀W012U24K2930603220{3}
+12{5}
二十面体
3.3.3.3.3
5 | 2 3C25W004U22K2712302020{3}
スナブキューブ
3.3.3.3.4
| 2 3 4C24W017U12K17246038(8+24){3}
+6{4}
スナブ十二面体
3.3.3.3.5
| 2 3 5C32W018U29K346015092(20+60){3}
+12{5}

均一な星型多面体

凸面のみを含む形状を最初に列挙し、次に星面を含む形状を列挙する。プリズムと反プリズムもまた無限に存在するため、ここでは8面体まで列挙する。

均一な多面体 | 5/2 3 3, | 5/2 3/2 3/2、 | 5/3 5/2 3, | 3/2 5/3 3 5/2、および | ( 3/2 ) 5/3 (3) 5/2いくつかの面は共面対として出現する。(Coxeter et al. 1954, pp. 423, 425, 426; Skilling 1975, p. 123)

名前画像ウィス・シン垂直イチジクSym.C#W#う#K#垂直。エッジ方向付け可能?巣穴。タイプ別の顔
八面体3/2 3 | 36. 3/2 .6.3おおC37W068U03K081224120はい 8{3}+4{6}
四半六面体3/2 3 | 24. 3/2 .4.3T dC36W067U04K0961271いいえ 4{3}+3{4}
立方半八面体4/3 4 | 36. 4/3 .6.4おおC51W078U15K20122410−2いいえ 6{4}+4{6}
大十二面体5/2 | 2 5(5.5.5.5.5)/2C44W021U35K40123012−6はい312{5}
大二十面体5/2 | 2 3(3.3.3.3.3)/2C69W041U53K581230202はい720{3}
大二三角二十面体3/2 | 3 5(5.3.5.3.5.3)/2C61W087U47K52206032−8はい620{3}+12{5}
小さな菱形六面体2 4 ( 3/2 4/2 ) |4.8. 4/3 . 8/7おおC60W086U18K23244818−6いいえ 12{4}+6{8}
小さな立方八面体3/2 4 | 48. 3/2 .8.4おおC38W069U13K18244820−4はい28{3}+6{4}+6{8}
非凸大菱形八面体3/2 4 | 24. 3/2 .4.4おおC59W085U17K222448262はい58{3}+(6+12){4}
小型十二面体5/4 5 | 510. 5/4 .10.5C65W091U51K56306018−12いいえ 12{5}+6{10}
大十二面体5/4 5 | 36. 5/4 .6.5C81W102U65K70306022−8いいえ 12{5}+10{6}
小さな二十面体3/2 3 | 510. 3/2 .10.3C63W089U49K54306026−4いいえ 20{3}+6{10}
小さな十二面体3 5 ( 3/2 5/4 ) |10.6. 10/9 . 6/5C64W090U50K556012032−28いいえ 20{6}+12{10}
小さな菱形十二面体2 5 ( 3/2 5/2 ) |10.4. 10/9 . 4/3C46W074U39K446012042−18いいえ 30{4}+12{10}
小型十二十二面体3/2 5 | 510. 3/2 .10.5C42W072U33K386012044−16はい220{3}+12{5}+12{10}
菱形二十面体2 3 ( 5/4 5/2 ) |6.4. 6/5 . 4/3C72W096U56K616012050−10いいえ 30{4}+20{6}
大二十二面体3/2 5 | 36. 3/2 .6.5C62W088U48K536012052−8はい620{3}+12{5}+20{6}
五芒星のプリズム2 5/2 | 2 5/2 .4.4D 5時間C33bU78aK03a101572はい25{4}+2{ 5/2 }
ヘプタグラムプリズム(7/2)2 7/2 | 2 7/2 .4.4D 7時間C33dU78bK03b142192はい27{4}+2{ 7/2 }
ヘプタグラムプリズム(7/3)2 7/3 | 2 7/3 .4.4D 7時間C33dU78cK03c142192はい37{4}+2{ 7/3 }
八角柱2 8/3 | 2 8/3 .4.4D 8時間C33eU78dK03d1624102はい38{4}+2{ 8/3 }
五芒星の反プリズム| 2 2 5/2 5/2 .3.3.3D 5時間C34bU79aK04a1020122はい210{3}+2{ 5/2 }
五芒星の交差反角柱| 2 2 5/3 5/3 .3.3.3D 5dC35aU80aK05a1020122はい310{3}+2{ 5/2 }
ヘプタグラムの反プリズム(7/2)| 2 2 7/2 7/2 .3.3.3D 7時間C34dU79bK04b1428162はい314{3}+2{ 7/2 }
ヘプタグラムの反プリズム(7/3)| 2 2 7/3 7/3 .3.3.3D 7dC34dU79cK04c1428162はい314{3}+2{ 7/3 }
七芒星の交差反角柱| 2 2 7/4 7/4 .3.3.3D 7時間C35bU80bK05b1428162はい414{3}+2{ 7/3 }
八角形の反プリズム| 2 2 8/3 8/3 .3.3.3D 8dC34eU79dK04d1632182はい316{3}+2{ 8/3 }
八芒星形の交差反角柱| 2 2 8/5 8/5 .3.3.3D 8dC35cU80cK05c1632182はい516{3}+2{ 8/3 }
小さな星型十二面体5 | 2 5/25/25C43W020U34K39123012−6はい312{ 5/2 }
大星型十二面体3 | 2 5/25/23C68W022U52K572030122はい712{ 5/2 }
二方正十二面体3 | 5/3 55/3 .5) 3C53W080U41K46206024−16はい412{5}+12{ 5/2 }
小さな二三角二十面体3 | 5/2 35/2 .3) 3C39W070U30K35206032−8はい220{3}+12{ 5/2 }
星型切頂六面体2 3 | 4/3 8/3 . 8/3 .3おおC66W092U19K242436142はい78{3}+6{ 8/3 }
大菱形六面体2 4/33/2 4/2 ) |4. 8/3 . 4/3 . 8/5おおC82W103U21K26244818−6いいえ 12{4}+6{ 8/3 }
大立方八面体3 4 | 4/3 8/3 .3. 8/3 .4おおC50W077U14K19244820−4はい48{3}+6{4}+6{ 8/3 }
大十二面体5/3 5/2 | 5/3 10/3 . 5/3 . 10/3 . 5/2C86W107U70K75306018−12いいえ 12{ 5/2 }+6{ 10/3 }
小さな十二二十面体5/3 5/2 | 36. 5/3 .6. 5/2C78W100U62K67306022−8いいえ 12{ 5/2 }+10{6}
十二面体2 | 5 5/25/2 .5) 2C45W073U36K41306024−6はい312{5}+12{ 5/2 }
大二十面体3/2 3 | 5/3 10/3 . 3/2 . 10/3 .3C85W106U71K76306026−4いいえ 20{3}+6{ 10/3 }
大二十面体2 | 3 5/25/2 .3) 2C70W094U54K593060322はい720{3}+12{ 5/2 }
立方切立方八面体4/3 3 4 | 8/3 .6.8おおC52W079U16K21487220−4はい48{6}+6{8}+6{ 8/3 }
大切頂立方八面体4/3 2 3 | 8/3 .4. 6/5おおC67W093U20K254872262はい112{4}+8{6}+6{ 8/3 }
切頂大十二面体2 5/2 | 510.10. 5/2C47W075U37K42609024−6はい312{ 5/2 }+12{10}
小さな星型切頂十二面体2 5 | 5/3 10/3 . 10/3 .5C74W097U58K63609024−6はい912{5}+12{ 10/3 }
大星型切頂十二面体2 3 | 5/3 10/3 . 10/3 .3C83W104U66K716090322はい1320{3}+12{ 10/3 }
切頂大二十面体2 5/2 | 36.6. 5/2C71W095U55K606090322はい712{ 5/2 }+20{6}
大十二面体3 5/33/2 5/2 ) |6. 10/3 . 6/5 . 10/7C79W101U63K686012032−28いいえ 20{6}+12{ 10/3 }
大菱形十二面体2 5/33/2 5/4 ) |4. 10/3 . 4/3 . 10/7C89W109U73K786012042−18いいえ 30{4}+12{ 10/3 }
二十面体5/3 5 | 36. 5/3 .6.5C56W083U44K496012044−16はい412{5}+12{ 5/2 }+20{6}
小さな二三角十二十二面体5/3 3 | 510. 5/3 .10.3C55W082U43K486012044−16はい420{3}+12{ 5/2 }+12{10}
大二三角十二十二面体3 5 | 5/3 10/3 .3. 10/3 .5C54W081U42K476012044−16はい420{3}+12{5}+12{ 10/3 }
大十二十二面体5/2 3 | 5/3 10/3 . 5/2 . 10/3 .3C77W099U61K666012044−16はい1020{3}+12{ 5/2 }+12{ 10/3 }
小さな二十二面体5/2 3 | 36. 5/2 .6.3C40W071U31K366012052−8はい220{3}+12{ 5/2 }+20{6}
菱形十二面体5/2 5 | 24. 5/2 .4.5C48W076U38K436012054−6はい330{4}+12{5}+12{ 5/2 }
非凸大菱形十二面体5/3 3 | 24. 5/3 .4.3C84W105U67K7260120622はい1320{3}+30{4}+12{ 5/2 }
二十切頭十二面体3 5 5/3 | 10/3 .6.10C57W084U45K5012018044−16はい420{6}+12{10}+12{ 10/3 }
切頂十二面体2 5 5/3 | 10/3 .4. 10/9C75W098U59K6412018054−6はい330{4}+12{10}+12{ 10/3 }
大切頂二十二面体2 3 5/3 | 10/3 .4.6C87W108U68K73120180622はい1330{4}+20{6}+12{ 10/3 }
スナブ十二面体| 2 5/2 53.3. 5/2 .3.5C49W111U40K456015084−6はい360{3}+12{5}+12{ 5/2 }
逆スナブ十二面体| 5/3 2 53. 5/3 .3.3.5C76W114U60K656015084−6はい960{3}+12{5}+12{ 5/2 }
グレートスナブイコシドデカヘドロン| 2 5/2 33 4 . 5/2C73W113U57K6260150922はい7(20+60){3}+12{ 5/2 }
大逆スナブ二十面体| 5/3 2 33 4 . 5/3C88W116U69K7460150922はい13(20+60){3}+12{ 5/2 }
大反り錐二十面体| 2 3/2 5/3(3 4 . 5/2 )/2C90W117U74K7960150922はい37(20+60){3}+12{ 5/2 }
グレートスナブ・ドデカシドデカヘドロン| 5/3 5/2 33 3 . 5/3 .3. 5/2C80W115U64K6960180104−16はい10(20+60){3}+(12+12){ 5/2 }
スナブ二十面体| 5/3 3 53 3 .5.3. 5/3C58W112U46K5160180104−16はい4(20+60){3}+12{5}+12{ 5/2 }
小さなスナブ二十二面体| 5/2 3 33 5 . 5/2C41W110U32K3760180112−8はい2(40+60){3}+12{ 5/2 }
小型の逆突起二十二面体| 3/2 3/2 5/2(3 5 . 5/2 )/2C91W118U72K7760180112−8はい38(40+60){3}+12{ 5/2 }
大二菱形十二面体| 3/2 5/3 3 5/2(4. 5/3 .4.3.4. 5/2 .4. 3/2 )/2C92W119U75K8060240124−56いいえ 40{3}+60{4}+24{ 5/2 }

特殊なケース

名前画像ウィス・
シン
垂直
イチジク
Sym.C#W#う#K#垂直。エッジ方向付け
可能?
巣穴。タイプ別の顔
大きな欠片
二菱十二面体
| (3/2 ) 5/3 (3) 5/2
5/2 .4.3.3.3.4. 5/3 .
4. 3/2 . 3/2 . 3/2 .4)/2
60360(*)204−96いいえ 120{3}+60{4}+24{ 5/2 }

不等辺二菱十二面体は、360辺のうち240辺が空間的に120組一致している。この辺の縮退のため、必ずしも一様多面体とはみなされない。

列キー

  • 均一インデックス: U01~U80 (テトラヘドロンが最初、76以上はプリズム)
  • Kaleidoソフトウェアのインデックス: K01–K80 (K n  = U n –5n  = 6~80) (プリズム1~5、テトラヘドロンなど6以上)
  • マグヌス ウェニンガー多面体モデル: W001-W119
    • 1~18: 5つの凸状正則と13の凸状半正則
    • 20~22、41: 4つの非凸正則
    • 19~66: 特別な48の星形/複合語(このリストには非正規のものが記載されていません)
    • 67~109: 43 非凸型、非スナブ型、均一型
    • 110~119: 10個の非凸スナブユニフォーム
  • カイ:オイラー特性χ平面上の均一なタイリングはトーラス位相に対応し、オイラー特性はゼロです。
  • 密度:密度(多面体)は、多面体がその中心を何周巻かれたかを表します。向きが定まらない多面体や半多面体(中心を通る面を持つ多面体)の場合、密度は明確に定義されないため、この欄は空白のままとなります。
  • 頂点図画像に関する注意:
    • 白いポリゴン線は「頂点図形」を表します。頂点図形の画像には、色付きの面が含まれており、それらの関係を分かりやすくしています。交差する面の中には、どの部分が前面にあるかが視覚的に正しく交差していないため、視覚的に正しく描かれていないものがあります。

参照

参考文献

  • コクセター、ハロルド・スコット・マクドナルド;ロンゲット=ヒギンズMS;ミラーJCP (1954). 「均一多面体」.ロンドン王立協会哲学論文集. シリーズA. 数学・物理科学. 246 (916). 王立協会: 401– 450.書誌コード: 1954RSPTA.246..401C. doi : 10.1098/rsta.1954.0003. ISSN  0080-4614. JSTOR  91532. MR  0062446. S2CID  202575183.
  • スキリング, J. (1975). 「均一多面体の完全集合」.ロンドン王立協会哲学論文集. シリーズA. 数学・物理科学. 278 (1278): 111– 135.書誌コード:1975RSPTA.278..111S. doi :10.1098/rsta.1975.0022. ISSN  0080-4614. JSTOR  74475. MR  0365333. S2CID  122634260.
  • ソポフ, SP (1970). 「基本同質多面体リストの完全性の証明」ウクライナ幾何学誌(8): 139–156 . MR  0326550.
  • ウェニンガー、マグナス(1974年)『多面体モデル』ケンブリッジ大学出版局、ISBN 0-521-09859-9
  • ウェニンガー、マグナス(1983)『デュアルモデル』ケンブリッジ大学出版局、ISBN 0-521-54325-8
  • Stella: Polyhedron Navigator – すべての一様多面体のネットを生成・印刷できるソフトウェア。このページのほとんどの画像の作成に使用しました。
  • 紙模型
  • 均一インデックス:U1-U80、(テトラヘドロンが最初)
    • 均一多面体(80)、ポール・バーク
    • ワイスタイン、エリック・W.「均一多面体」。MathWorld
    • http://www.mathconsult.ch/showroom/unipoly
      • 回転群によるすべての均一多面体
    • https://web.archive.org/web/20171110075259/http://gratrix.net/polyhedra/uniform/summary/
    • http://www.it-c.dk/edu/documentation/mathworks/math/math/u/u034.htm
    • http://www.buddenbooks.com/jb/uniform/
  • カレイドインデックス:K1-K80(五角柱を先頭)
    • https://www.math.technion.ac.il/~rl/kaleido
      • https://web.archive.org/web/20110927223146/http://www.math.technion.ac.il/~rl/docs/uniform.pdf 均一多面体の均一解
    • http://bulatov.org/polyhedra/uniform
    • http://www.orchidpalms.com/polyhedra/uniform/uniform.html
  • また
    • http://www.polyedergarten.de/polyhedrix/e_klintro.htm
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