一様7次元多面体

3つの正則かつ関連する一様多面体のグラフ

7単体

整流7単信

切断7単体

カンテラテッド7シンプレックス

ランシネーテッド7シンプレックス

立体構造7単体

7単体のペンテレーション

六角形7単体

7-オルソプレックス

切断型7-オルソプレックス

整流7-オルトプレックス

カンテラ7-オルソプレックス

ランシネート7-オルソプレックス

立体的7-オルトプレックス

ペンテレーション7-オルソプレックス

六角形の7キューブ

7面体キューブ

立体化された7キューブ

7キューブの斜めカット

ランシネーテッド7キューブ

7キューブ

切り詰められた7立方体

修正7キューブ

7デミキューブ

カンティック7キューブ

ランシック7キューブ

立体7キューブ

ペンティック7キューブ

六角形の7キューブ

3月21日

2 31

1 32

7次元 幾何学において7次元多面体とは、 6次元多面体面によって包含される多面体である。5次元多面体の 稜線は、それぞれ2つの6次元多面体 によって共有される

様 7 次元多面体とは、対称群が頂点上で推移的であり、面が一様 6 次元多面体である多面体です。

正7次元多面体

正 7 次元多面体は、各 4 面の周囲にu 個の { p,q,r,s,t,u} の6 次元多面体面を持つSchläfli 記号{p,q,r,s,t,u} で表されます。

このような凸正則7次元多面体は3つあります

  1. {3,3,3,3,3,3,3} - 7単体
  2. {4,3,3,3,3,3,3} - 7キューブ
  3. {3,3,3,3,3,4} - 7-オルソプレックス

非凸の正規 7 次元多面体は存在しません。

特徴

任意の7次元多面体の位相はベッティ数ねじれ係数によって定義される。[1]

多面体を特徴付けるために使用されるオイラー標数の値は、その基礎となる位相がどのようなものであっても、高次元には有用に一般化できない。高次元における異なる位相を確実に区別するにはオイラー標数が不十分であるというこの事実が、より洗練されたベッティ数の発見につながった。[1]

同様に、多面体の向きの概念だけでは、環状多面体の表面のねじれを特徴付けるには不十分であり、ねじれ係数の使用につながった。[1]

基本コクセター群による一様7次元多面体

反射対称性を持つ均一な7次元多面体は、コクセター・ディンキン図の環の順列で表される以下の4つのコクセター群によって生成できる

#コクセターグループ正規形と半正規形均一カウント
1A7[3 6 ]71
2B7[4,3 5 ]127 + 32
3D7[3 3,1,1 ]95 (0 ユニーク)
4E 7[3 3,2,1 ]127

A7家族

A 7ファミリーは、順序 40320 (8 の階乗) の対称性を持ちます。

1つ以上の環を持つコクセター・ディンキン図式のすべての順列に基づく形式は71(64+8-1)あります。71種類すべてを以下に列挙します。ノーマン・ジョンソンの切断名も示されています。相互参照のために、バウアー名と頭字語も示されています。

これらの多面体の対称コクセター平面グラフについては、A7 多面体のリストも参照してください。

B7家族

B 7ファミリーは、645120 次 (7 の階乗x 2 7 ) の対称性を持ちます。

1つ以上の環を持つコクセター・ディンキン図のすべての順列に基づく127の形式があります。ジョンソンとバウワーズの名前。

これらの多面体の対称コクセター平面グラフについては、 B7 多面体のリストも参照してください。

D7家族

D 7ファミリーは、順序 322560 (7 の階乗x 2 6 ) の対称性を持ちます。

この族には、D 7 コクセター・ディンキン図の1つ以上のノードをマークすることで生成される、3×32−1=95 個のウィソフ一様多面体が含まれます。このうち、63 個 (2×32−1) は B 7族と重複し、32 個はこの族に固有のものであり、以下に列挙します。相互参照のために、Bowers 名と略語が示されています。

これらの多面体の Coxeter 平面グラフについては、 D7 多面体のリストも参照してください。

E7家族

E 7 Coxeter グループの注文番号は 2,903,040 です。

1 つ以上の環を持つCoxeter-Dynkin 図のすべての順列に基づく形式は 127 個あります。

これらの多面体の対称コクセター平面グラフについては、 E7 多面体のリストも参照してください。

規則的で均一なハニカム

コクセター・ディンキン図における族間の対応関係と、図内の高次対称性。各行の同じ色のノードは同一のミラーを表す。黒色のノードは対応関係においてアクティブではない。

6次元空間に規則的かつ均一なモザイクを生成する 5つの基本的なアフィンコクセター群と16のプリズマティック群がある。

#コクセターグループコクセター図フォーム
1[3 [7] ]17
2[4,3 4,4 ]71
3h[4,3 4 ,4]
[4,3 3 ,3 1,1 ]
95(新規32)
4q[4,3 4 ,4]
[3 1,1 ,3 2 ,3 1,1 ]
41(新規6件)
5[3 2,2,2 ]39

規則的かつ均一なテッセレーションには次のものが含まれます。

  • 、17フォーム
  • , [4,3 4 ,4], 71 フォーム
  • , [3 1,1 ,3 3 ,4], 95フォーム、64は共有、32は新規
  • , [3 1,1 ,3 2 ,3 1,1 ], 41個の固有の環状順列があり、そのほとんどは およびと共有され、6個は新規である。コクセターは最初のものを1/4立方体ハニカムと呼んでいる。
  • : [3 2,2,2 ], 39形式
    • 均一な2 22ハニカム:記号{3,3,3 2,2 }で表される。
    • 均一なt 4 (2 22 )ハニカム: 4r{3,3,3 2,2 },
    • 均一 0 222ハニカム: {3 2,2,2 },
    • 均一なt 2 (0 222 )ハニカム: 2r{3 2,2,2 },
プリズマティックグループ
#コクセターグループコクセター・ディンキン図
1×[3 [6] ,2,∞]
2×[4,3,3 1,1,2 ,∞]
3×[4,3 3 ,4,2,∞]
4×[3 1,1 ,3,3 1,1 ,2,∞]
5× ×[3 [5] ,2,∞,2,∞,2,∞]
6× ×[4,3,3 1,1,2 ,∞,2,∞]
7× ×[4,3,3,4,2,∞,2,∞]
8× ×[3 1,1,1,1 ,2,∞,2,∞]
9× ×[3,4,3,3,2,∞,2,∞]
10× × ×[4,3,4,2,∞,2,∞,2,∞]
11× × ×[4,3 1,1 ,2,∞,2,∞,2,∞]
12× × ×[3 [4] ,2,∞,2,∞,2,∞]
13× × × ×[4,4,2,∞,2,∞,2,∞,2,∞]
14× × × ×[6,3,2,∞,2,∞,2,∞,2,∞]
15× × × ×[3 [3]、2、∞、2、∞、2、∞、2、∞]
16× × × × ×[∞,2,∞,2,∞,2,∞,2,∞]

規則的で均一な双曲面ハニカム

階数7のコンパクト双曲型コクセター群、すなわち有限面と有限頂点図を持つハニカムを生成できる群は存在しない。しかし、階数7のパラコンパクト双曲型コクセター群は3つ存在し、それぞれがコクセター図の環の順列として6次元空間に一様ハニカムを生成する。

= [3,3 [6] ]:
= [3 1,1 ,3,3 2,1 ]:
= [4,3,3,3 2,1 ]:

一様7次元多面体に対するWythoff構成に関する注釈

7次元の鏡映一様多面体は、ウィトフ構成法によって構築されコクセター・ディンキン図で表される。図中の各ノードは鏡を表す。能動ミラーは環状ノードで表され、能動ミラーの各組み合わせは、一意の一様多面体を生成する。一様多面体は、各族に属する正多面体との関連で命名される。一部の族には2つの正多面体構成子があり、したがって、2つの等価な命名方法がある。

ここでは、均一な 7 次元多面体を構築し、名前を付けるために使用できる主な演算子を示します。

プリズマティック形式と分岐グラフでは同じ切り捨てインデックス表記を使用できますが、わかりやすくするためにノードに明示的な番号付けシステムが必要です。

手術拡張
シュレーフリ記号
コクセター・
ディンキン
説明
t 0 {p,q,r,s,t,u}任意の正7次元多面体
修正済みt 1 {p,q,r,s,t,u}辺は完全に切り詰められ、単一の点になりました。7次元多面体は、親多面体と双対多面体の面を組み合わせたものになりました。
二次元化t 2 {p,q,r,s,t,u}双整流化により、セルが双対に縮小されます
切り捨てt 0,1 {p,q,r,s,t,u}元の頂点はそれぞれ切り取られ、その隙間を新しい面が埋めます。切り取りには自由度があり、その解は一様な切り取られた7次元多面体を作成することです。7次元多面体は、元の面の2倍の辺を持ち、双対の面を含みます。
ビット切り捨てt 1,2 {p,q,r,s,t,u}ビットランクションは、セルを二重トランケーションに変換します。
三分円t 2,3 {p,q,r,s,t,u}三面切り捨ては、4 面を二重切り捨てに変換します。
カンテラテッドt 0,2 {p,q,r,s,t,u}頂点の切り詰めに加え、元の辺はそれぞれ面取りされ、その場所に新たな長方形の面が出現します。均一なカンテレーションは、親フォームと双対フォームの中間にあります。
双眼t 1,3 {p,q,r,s,t,u}頂点の切り詰めに加え、元の辺はそれぞれ面取りされ、その場所に新たな長方形の面が出現します。均一なカンテレーションは、親フォームと双対フォームの中間にあります。
ランシネートt 0,3 {p,q,r,s,t,u}ランシネーションはセルを削減し、頂点とエッジに新しいセルを作成します。
二分音符t 1,4 {p,q,r,s,t,u}ランシネーションはセルを削減し、頂点とエッジに新しいセルを作成します。
ステリケートt 0,4 {p,q,r,s,t,u}立体化により 4 面が削減され、ギャップ内の頂点、エッジ、面に新しい 4 面が作成されます。
ペネトレーションt 0,5 {p,q,r,s,t,u}貫通により 5 面が削減され、ギャップ内の頂点、エッジ、面、セルに新しい 5 面が作成されます。
ヘキシケーテッドt 0,6 {p,q,r,s,t,u}ヘキシケーションは6面を削減し、頂点、辺、面、セル、およびギャップ内の4面に新しい6面を作成します。(7次元多面体の拡張操作)
全切断t 0,1,2,3,4,5,6 {p,q,r,s,t,u}切り捨て、カンテレーション、ランシネーション、ステリア化、ペンテレーション、ヘキシ化の 6 つの演算子すべてが適用されます。

参考文献

  1. ^ abc Richeson, D.; Euler's Gem: The Polyhedron Formula and the Birth of Topopology、プリンストン、2008年。
  • T. ゴセットn次元空間における正則図形と半正則図形についてメッセンジャー・オブ・マスマティクス、マクミラン、1900年
  • A. ブール・ストット(1910)。 「正多面体と空間充填からの半正則の幾何学的演繹」(PDF)アムステルダムのVerhandelingen der Koninklijke Academy van Wetenschappen(1).アムステルダム:ヨハネス・ミュラー。 2025 年 4 月 29 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
  • HSMコクセター
    • HSM Coxeter、MS Longuet-Higgins、JCP Miller: Uniform Polyhedra、Philosophical Transactions of the Royal Society of London、ロンドン、1954年
    • HSM Coxeter, Regular Polytopes , 第3版, Dover New York, 1973
  • 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.com、ISBN 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]
  • NWジョンソン均一多面体とハニカムの理論、博士論文、トロント大学、1966年
  • Klitzing, Richard. 「7D 均一多面体 (ポリエクサ)」
  • 多面体の名前
  • 様々な次元の多面体
  • 多次元用語集
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
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