Pereiti prie turinio

Deltaedras

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Image
Didžiausias griežtai iškilas deltaedras yra ikosaedras.
Image
Nupjautinio tetraedro šešiakampės sienos suskirstytos į trikampius. Tokia figūra nebegali būti laikoma griežtai iškilu deltaedru, kadangi pagal apibrėžimą sienos negali būti išsidėsčiusios vienoje plokštumoje.

Deltaedras – briaunainis, kurio sienos yra lygiakraščiai trikampiai. Figūros pavadinimas kilęs iš graikų abėcėlės mažosios raidės delta (Δ), kuri primena lygiakraštį trikampį. Egzistuoja be galo daug deltaedrų, bet tik aštuoni yra iškilieji briaunainiai, turintys 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ir 20 sienų.[1] Šie deltaedrai aprašyti žemiau pateikiamoje lentelėje.

Aštuoni iškilieji deltaedrai

[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Iš viso egzistuoja tik aštuoni griežtai iškilūs deltaedrai: trys taisyklingieji briaunainiai ir penki Džonsono kūnai.

Taisyklingieji deltaedrai
VaizdasPavadinimasSienosBriaunosViršūnėsViršūnės planasSimetrijos grupė
Imagetetraedras4644 × 33Td, [3,3]
Imageoktaedras81266 × 34Oh, [4,3]
Imageikosaedras20301212 × 35Ih, [5,3]
Džonsono deltaedrai
VaizdasPavadinimasSienosBriaunosViršūnėsViršūnės planasSimetrijos grupė
Imagetrikampė bipiramidė6952 × 33
3 × 34
D3h, [3,2]
Imagepenkiakampė bipiramidė101575 × 34
2 × 35
D5h, [5,2]
Imagenusklembtas disfenoidas121884 × 34
4 × 35
D2d, [2,2]
Imagetetrakaidekadeltaedras142193 × 34
6 × 35
D3h, [3,2]
Imagehekkaidekadeltaedras1624102 × 34
8 × 35
D4d, [4,2]

Kai kurios šešiasienių deltaedrų viršūnės yra trečio laipsnio, o kai kurios – ketvirto. Kai kurių 10, 12, 14 ir 16 sienų turinčių deltaedrų viršūnės yra ketvirto laipsnio, o kai kurios – penkto. Penki netaisyklingieji deltaedrai yra Džonsono kūnai: iškilūs briaunainiai, kurių sienos yra taisyklingieji daugiakampiai.

Deltaedrai išsaugo savo pavidalą net jei briaunoms leidžiama laisvai suktis apie savo viršūnę taip, kad kampai tarp briaunų gali būti neišsaugoti. Ne visi briaunainiai turi šią savybę: pavyzdžiui, jei atpalaiduotume kai kuriuos kubo kampus, jį galėtume deformuoti į nestačiąją stačiakampę prizmę.

Griežtai iškilas 18 sienų deltaedras negali būti sudarytas.[2] Nors leidžiant sutrumpinti kai kurias ikosaedro briaunas, galima gauti tam tikrą oktadekaedrą, kurio iškilumas gali būti išsaugotas, jei visos 18 sienų bus įvairiakraščiai trikampiai, arba išsaugant lygiakraščius trikampius, bet tada dvi plokštumoje išsidėsčiusios grupės po tris trikampius.

Negriežtai iškili deltaedrai

[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Galima sudaryti begalinę aibę briaunainių, kurių visos ar kai kurios sienos būtų koplanariniai trikampiai (išsidėstę vienoje plokštumoje), kitaip tariant kurių sienas sudarytų trikampiai klojiniai. Koplanarinių trikampių sienos gali jungtis į rombines, trapecines, šešiakampes ir kitokias lygiakraščių daugiakampių sienas[3] Jeigu koplanarinių ttrikampių grupes laikysime viena siena, pavyzdžiui: Image, Image, Image, Image, Image, Image, Image ir Image, ..., tokius briaunainius turėtume laikyti negriežtai iškilais deltaedrais.

Lentelėje pateikiama keletas mažesnių pavyzdžių:

Koplanariniai deltaedrai
VaizdasPavadinimasSienosBriaunosViršūnėsViršūnės planasSimetrijos grupė
Image Priaugintas oktaedras
Priauginimas
1 tetr + 1 okta
10 Image15 7 1 × 33
3 × 34
3 × 35
0 × 36
C3v, [3]
4 Image
3 Image
12
Image Trikampis trapecoedras
Priauginimas
2 tetr + 1 okta
12 Image18 8 2 × 33
0 × 34
6 × 35
0 × 36
C3v, [3]
6 Image12
Image Priauginimas
2 tetr + 1 okta
12 Image188 2 × 33
1 × 34
4 × 35
1 × 36
C2v, [2]
2 Image
2 Image
2 Image
117
Image Trikampė nupjautinė piramidė
Priauginimas
3 tetr + 1 okta
14 Image219 3 × 33
0 × 34
3 × 35
3 × 36
C3v, [3]
1 Image
3 Image
1 Image
96
Image Ištęstas oktaedras
Priauginimas
2 tetr + 2 okta
16 Image2410 0 × 33
4 × 34
4 × 35
2 × 36
D2h, [2,2]
4 Image
4 Image
126
Image Tetraedras
Priauginimas
4 tetr + 1 okta
16 Image2410 4 × 33
0 × 34
0 × 35
6 × 36
Td, [3,3]
4 Image64
Image Priauginimas
3 tetr + 2 okta
18 Image2711 1 × 33
2 × 34
5 × 35
3 × 36
D2h, [2,2]
2 Image
1 Image
2 Image
2 Image
149
Image Sutrumpintų briaunų
ikosaedras
18 Image2711 0 × 33
2 × 34
8 × 35
1 × 36
C2v, [2]
12 Image
2 Image
2210
Image Trikampė nupjautinė bipiramidė
Priauginimas
6 tetr + 2 okta
20 Image3012 0 × 33
3 × 34
6 × 35
3 × 36
D3h, [3,2]
2 Image
6 Image
159
Image Trikampis kupolas
Priauginimas
4 tetr + 3 okta
22 Image3313 0 × 33
3 × 34
6 × 35
4 × 36
C3v, [3]
3 Image
3 Image
1 Image
1 Image
159
Image Trikampė bipiramidė
Priauginimas
8 tetr + 2 okta
24 Image3614 2 × 33
3 × 34
0 × 35
9 × 36
D3h, [3]
6 Image95
Image Šešiakampė antiprizmė 24 Image3614 0 × 33
0 × 34
12 × 35
2 × 36
D6d, [12,2+]
12 Image
2 Image
2412
Image Nupjautinis tetraedras
Priauginimas
6 tetr + 4 okta
28 Image4216 0 × 33
0 × 34
12 × 35
4 × 36
Td, [3,3]
4 Image
4 Image
1812
Image Tetrakis kuboktaedras
Oktaedras

Priauginimas
8 tetr + 6 okta
32 Image2418 0 × 33
12 × 34
0 × 35
6 × 36
Oh, [4,3]
8 Image126

Neiškilosios formos

[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Egzistuoja begalinė daugybė neiškilųjų deltaedrų.

Keli susikertančių sienų deltaedrai:

Kiti dažniau nagrinėjami neiškilieji deltaedrai gaunami iš visų 5 Platono kūnų, kai prie jų sienų priauginamos lygiakraštės piramidės:

Image Image Image Image Image
triakis* tetraedras tetrakis* heksaedras triakis* oktaedras
(stella octangula)
pentakis* dodekaedras triakis* ikosaedras
12 trikampių 24 trikampiai 60 trikampių

* Pastaba: graikų lotynų kalbų hibridai triakis, tetrakis, pentakis reiškia, kad sienoje yra iškilusios atitinkamai 3, 4 ar 5 briaunos, arba „keteros“.

Kai kurie kitokie tetraedro priauginimai:

Pavyzdžiai: Priauginti tetraedrai
Image Image Image
8 trikampiai 10 trikampių 12 trikampių

Deltaedrai gaunami ne tik priauginant piramides, bet ir atvirkščiu veiksmu – išduobiant sienas piramidėmis:

Image
Išduobtas dodekaedras
Image
A toroidinis deltaedras
60 trikampių 48 trikampiai

Tarp aukštesnų matavimų figūrų, deltaedrams yra giminingi simpleksiniai politopai, kurių kiekvienas fasetas yra simpleksas.

  1. ↑ Freudenthal, 1947
  2. ↑ Trigg, Charles W. (1978), „An Infinite Class of Deltahedra“, Mathematics Magazine, 51 (1): 55–57, JSTOR 2689647.
  3. ↑ The Convex Deltahedra And the Allowance of Coplanar Faces
  • Freudenthal, H; van der Waerden, B. L. (1947), „Over een bewering van Euclides ("On an Assertion of Euclid")“, Simon Stevin (olandų), 25: 115–128 (Įrodoma, kad egzistuoja tik 8 iškilieji deltaedrai.)
  • O. Rausenberger Konvexe pseudoreguläre Polyeder. Zeitschrift für mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht 46, 135-142, 1915.
  • H. Martyn Cundy Deltahedra. Math. Gaz. 36, 263-266, Dec 1952.
  • H. Martyn Cundy and A. Rollett Deltahedra. §3.11 in Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., pp. 142–144, 1989.
  • Charles W. Trigg An Infinite Class of Deltahedra, Mathematics Magazine, Vol. 51, No. 1 (Jan., 1978), pp. 55–57
  • M. Gardner Fractal Music, Hypercards, and More: Mathematical Recreations, Scientific American Magazine. New York: W. H. Freeman, pp. 40, 53, and 58-60, 1992.
  • Anthony Pugh (1976). Polyhedra: A visual approach. California: University of California Press Berkeley. ISBN 0-520-03056-7. pp. 35–36