4 21 mnohostěnů -4 21 polytope
Ortogonální projekce v rovině E 6 Coxeter | ||
---|---|---|
4 21 |
1 42 |
2 41 |
Opraveno 4 21 |
Opraveno 1 42 |
Opraveno 2 41 |
Přesměrováno 4 21 |
Opraveno 4 21 |
V 8-dimenzionální geometrie se 4 21 je semiregular jednotný 8-mnohostěn , postavený v symetrie E 8 skupiny . Objevil ho Thorold Gosset , publikovaný v jeho článku z roku 1900. Říkal tomu 8-ic semi-pravidelná postava .
Jeho Coxeterův symbol je 4 21 , popisující jeho rozdvojený Coxeter-Dynkinův diagram , s jediným prstencem na konci 4-uzlových sekvencí,.
Opraveny 4 21 je konstruován bodů na poloviny okraje 4 21 . Birectified 4 21 je konstruován bodů na trojúhelník čelních center 4 21 . Trirectified 4 21 je konstruován bodů na čtyřboká center 4 21 .
Tyto polytopes jsou součástí rodiny 255 = 2 8 - 1 konvexní jednotné 8-polytopes , z jednotných 7-mnohostěnu fasetami a čísel vrcholů , definovaných ve všech permutací jednoho nebo více kruhů v tomto Coxeter-Dynkin schématu:.
4 21 mnohostěn
4 21 | |
---|---|
Typ | Uniformní 8-polytope |
Rodina | k 21 mnohostěn |
Symbol Schläfli | {3,3,3,3,3 2,1 } |
Coxeter symbol | 4 21 |
Coxeterovy diagramy |
= |
7 tváří | 19440 celkem: 2160 4 11 17280 {3 6 } |
6 tváří | 207360: 138240 {3 5 } 69120 {3 5 } |
5 tváří | 483840 {3 4 } |
4 tváře | 483840 {3 3 } |
Buňky | 241920 {3,3} |
Tváře | 60480 {3} |
Hrany | 6720 |
Vrcholy | 240 |
Vrcholová figura | 3 21 mnohostěn |
Petrieho mnohoúhelník | 30 gon |
Coxeterova skupina | E 8 , [3 4,2,1 ], objednávka 696729600 |
Vlastnosti | konvexní |
4 21 mnohostěn má 17280 7-simplex a 2,160 7-orthoplex aspekty a 240 vrcholy. Jeho vrcholem je polytop 3 21 . Jako její vrcholy představují kořenové vektory na jednoduchý Lie skupině E 8 , tento mnohostěn je někdy označována jako E 8 kořenů mnohostěnu .
Vrcholy tohoto mnohostěnu lze také získat převzetím 240 integrálních octonionů normy 1. Protože oktoniony jsou neasociativní normedovou algebrou dělení , má těchto 240 bodů multiplikační operaci, která je nedělá do skupiny, ale spíše do smyčky , ve skutečnosti Moufangová smyčka .
Pro vizualizaci je tento 8dimenzionální polytop často zobrazován ve speciálním šikmém ortografickém projekčním směru, který odpovídá jeho 240 vrcholům v pravidelném triakontagonu (nazývaném Petrieho polygon ). Jeho 6720 hran je nakresleno mezi 240 vrcholy. Na tuto projekci lze také extrahovat a nakreslit konkrétní vyšší prvky (plochy, buňky atd.).
Alternativní jména
- Tento polytop objevil Thorold Gosset , který jej ve svém článku z roku 1900 popsal jako 8-ic semi-pravidelnou postavu . Je to poslední konečná semiregulární postava v jeho výčtu, pro něj semiregulární, což znamená, že obsahovala pouze pravidelné fazety.
- EL Elte jej ve svém seznamu semiregulárních polytopů z roku 1912 pojmenoval V 240 (pro 240 vrcholů).
- HSM Coxeter to nazval 4 21, protože jeho Coxeter-Dynkinův diagram má tři větve o délce 4, 2 a 1, s jediným uzlem na koncovém uzlu 4 větve.
- Dischiliahectohexaconta-myriaheptachiliadiacosioctaconta-zetton (Acronym Fy)-2160-17280 fazetový polyzetton (Jonathan Bowers)
Souřadnice
Je vytvořen Wythoffovou konstrukcí na sadě 8 hyperplaneálních zrcadel v 8-dimenzionálním prostoru.
240 vrcholů polytopu 4 21 lze sestrojit ve dvou sadách: 112 (2 2 × 8 C 2 ) se souřadnicemi získanými získáním libovolné kombinace znaků a libovolné permutace souřadnic a 128 kořenů (2 7 ) s souřadnice získané ze sudého počtu mínusových znamének (nebo ekvivalentně vyžadujících, aby součet všech osmi souřadnic byl násobkem 4).
Každý vrchol má 56 nejbližších sousedů; například nejbližší sousedé vrcholu jsou ti, jejichž souřadnice jsou součtem 4, konkrétně 28 získaných permutací souřadnic a 28 získaných permutací souřadnic . Těchto 56 bodů je vrcholy 3 21 polytopu v 7 rozměrech.
Každý vrchol má 126 sekund nejbližších sousedů: například nejbližší sousedé vrcholu jsou ti, jejichž souřadnice se rovnají 0, konkrétně 56 získaných permutací souřadnic a 70 získaných permutací souřadnic . Těchto 126 bodů je vrcholy 2 31 polytopu v 7 rozměrech.
Každý vrchol má také 56 třetin nejbližších sousedů, což jsou negativy jeho nejbližších sousedů, a jeden antipodální vrchol, tedy celkem vrcholů.
Další rozklad dává 240 bodů v 9 rozměrech jako rozšířený 8-simplex ,a dva protilehlé 8 směrné simplexy , a .
- (3, -3,0,0,0,0,0,0,0,0): 72 vrcholů
- (-2, -2, -2,1,1,1,1,1,1): 84 vrcholů
- (2,2,2, -1, -1, -1, -1, -1, -1): 84 vrcholů
To vzniká podobně vztahu k mřížce A8 a E8 mříže , sdílení 8 zrcadla A8: .
název | 4 21 |
rozšířený 8-simplex |
birectified 8-simplex |
birectified 8-simplex |
---|---|---|---|---|
Vrcholy | 240 | 72 | 84 | 84 |
obraz |
Teselace
Tento mnohost je vrcholem pro rovnoměrné mozaikování 8-dimenzionálního prostoru, reprezentovaný symbolem 5 21 a Coxeterovým-Dynkinovým diagramem:
Konstrukce a tváře
Informace o fazetách tohoto polytopu lze extrahovat z jeho Coxeter-Dynkinova diagramu :
Odebráním uzlu na krátké větvi opustíte 7-simplex :
Odstraněním uzlu na konci větve o délce 2 opustí 7-orthoplex v jeho střídané podobě ( 4 11 ):
Každá 7-simplexová fazeta se dotýká pouze 7-ortoplexních fazet, zatímco alternativní fazety ortoplexní fasety se dotýkají buď simplexní nebo jiné ortoplexové. Existuje 17 280 simplexních fazet a 2160 ortoplexních fazet.
Protože každý 7-simplex má 7 6-simplexových fazet, každý dopad na žádný jiný 6-simplexový, polytop 4 21 má 120 960 (7 × 17 280) 6-simplexových ploch, které jsou fazetami 7-simplexů. Protože každý 7-orthoplex má 128 (2 7 ) 6-simplexních fazet, z nichž polovina není dopadající na 7-simplexní, polytop 4 21 má 138 240 (2 6 × 2160) 6-simplexových ploch, které nejsou fazetami 7- simplexes. Polytop 4 21 má tedy dva druhy 6-simplexních ploch, které nejsou zaměňovány symetriemi tohoto polytopu. Celkový počet 6 jednostranných ploch je 259200 (120 960+138 240).
Číslo vrcholu jeden-kroužek mnohostěnu se získá odstraněním prstencovitého uzel a zvonění svého souseda (y). Díky tomu je polytop 3 21 .
Při pohledu na konfigurační matici lze počty prvků odvodit odebráním zrcadla a poměry skupinových objednávek Coxeter .
E 8 | k -face | f k | f 0 | f 1 | f 2 | f 3 | f 4 | f 5 | f 6 | f 7 | k -obrázek | poznámky | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
E 7 | () | f 0 | 240 | 56 | 756 | 4032 | 10080 | 12096 | 4032 | 2016 | 576 | 126 | 3_21 mnohostěn | E 8 /E 7 = 192 × 10! /(72 × 8!) = 240 | |
A 1 E 6 | {} | f 1 | 2 | 6720 | 27 | 216 | 720 | 1080 | 432 | 216 | 72 | 27 | 2_21 mnohostěn | E 8 /A 1 E 6 = 192 × 10! /(2 × 72 × 6!) = 6720 | |
A 2 D 5 | {3} | f 2 | 3 | 3 | 60480 | 16 | 80 | 160 | 80 | 40 | 16 | 10 | 5-demicube | E 8 /A 2 D 5 = 192 × 10! /(6 × 2 4 × 5!) = 60480 | |
A 3 A 4 | {3,3} | f 3 | 4 | 6 | 4 | 241920 | 10 | 30 | 20 | 10 | 5 | 5 | Rektifikovaná 5článková | E 8 /A 3 A 4 = 192 × 10! /(4! × 5!) = 241920 | |
A 4 A 2 A 1 | {3,3,3} | f 4 | 5 | 10 | 10 | 5 | 483840 | 6 | 6 | 3 | 2 | 3 | Trojúhelníkový hranol | E 8 /A 4 A 2 A 1 = 192 × 10! /(5! × 3! × 2) = 483840 | |
A 5 A 1 | {3,3,3,3} | f 5 | 6 | 15 | 20 | 15 | 6 | 483840 | 2 | 1 | 1 | 2 | Rovnoměrný trojúhelník | E 8 /A 5 A 1 = 192 × 10! /(6! × 2) = 483840 | |
A 6 | {3,3,3,3,3,3} | f 6 | 7 | 21 | 35 | 35 | 21 | 7 | 138240 | * | 1 | 1 | {} | E 8 /A 6 = 192 × (10! × 7!) = 138240 | |
A 6 A 1 | 7 | 21 | 35 | 35 | 21 | 7 | * | 69120 | 0 | 2 | E 8 /A 6 A 1 = 192 × 10! /(7! × 2) = 69120 | ||||
A 7 | {3,3,3,3,3,3,3} | f 7 | 8 | 28 | 56 | 70 | 56 | 28 | 8 | 0 | 17280 | * | () | E 8 /A 7 = 192 × 10! /8! = 17280 | |
D 7 | {3,3,3,3,3,4,4} | 14 | 84 | 280 | 560 | 672 | 448 | 64 | 64 | * | 2160 | E 8 /D 7 = 192 × 10! /(2 6 × 7!) = 2160 |
Projekce
Graf 4 21 vytvořený jako smyčcové umění . |
E 8 Coxeterova rovinná projekce |
3D
Matematická reprezentace fyzického izomorfního (?) Modelu Zome na E8. Tato je vyrobena z VisibLie_E8 snímku se všemi 3360 hranami délky √ 2 ( √ 5 1) ze dvou soustředných 600 buněk (na zlatém poměru) s kolmými průměty do perspektivní 3-prostor |
Skutečný rozdělený skutečný sudý polytop E8 4 21 promítaný do perspektivního 3prostorového obrázku se všemi 6720 hranami délky √ 2 |
E8 otočeno na H4+H4φ, promítnuto do 3D, převedeno na STL a vytištěno v nylonovém plastu. Použitý projekční základ:
|
2D
Tyto grafy představují ortografické projekce v rovinách E 8 , E 7 , E 6 a B 8 , D 8 , D 7 , D 6 , D 5 , D 4 , D 3 , A 7 , A 5 Coxeter . Barvy vrcholů jsou překrývající se multiplicitou v projekci: barevné podle rostoucího pořadí multiplicit jako červená, oranžová, žlutá, zelená.
k 21 rodina
4 21 polytope je poslední v rodině volal K 21 polytopes . Prvním polytopem v této rodině je semiregulární trojúhelníkový hranol, který je sestrojen ze tří čtverců (2-ortoplexů) a dvou trojúhelníků (2-simplexů).
Geometrické skládání
4 21 se vztahuje k 600-buňky podle geometrického skládání z diagramů Coxeter-Dynkin . To je vidět na rovinných projekcích Coxeteru E8/H4 . 240 vrcholů polytopu 4 21 je promítnuto do 4 prostoru jako dvě kopie 120 vrcholů 600 buněk, jedna kopie menší (v měřítku zlatého poměru ) než druhá se stejnou orientací. Při pohledu na 2D ortografickou projekci v rovině E8/H4 Coxeter je 120 vrcholů 600 buněk promítáno do stejných čtyř prstenců, jak je vidět na 4 21 . Další 4 prstence grafu 4 21 také odpovídají menší kopii čtyř prstenců 600 buněk.
Skládání rovinného Coxeteru E8/H4 | |
---|---|
E 8 | H 4 |
4 21 |
600 buněk |
[20] roviny symetrie | |
4 21 |
600 buněk |
Související polytopy
Ve 4-dimenzionální komplexní geometrii pravidelný komplexní mnohost 3 {3} 3 {3} 3 {3} 3 a Coxeterův diagram existuje se stejným uspořádáním vrcholů jako 4 21 polytopů. Je self-dual. Coxeter tomu říkal Wittingův polytop , podle Alexandra Wittinga . Coxeter vyjadřuje svou symetrii Shephardovy skupiny 3 [3] 3 [3] 3 [3] 3 .
4 21 je šestý v rozměrové řadě polopravidelných polytopů . Každý progresivní rovnoměrný mnohostěn je zkonstruován vrcholový obrazec předchozího mnohostěnu. Thorold Gosset identifikoval tuto sérii v roce 1900 jako obsahující všechny pravidelné polytopní fasety, obsahující všechny simplexní a orthoplexové .
k 21 figurek n rozměrných | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Prostor | Konečný | Euklidovský | Hyperbolický | ||||||||
E n | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
Coxeterova skupina |
E 3 = A 2 A 1 | E 4 = A 4 | E 5 = D 5 | E 6 | E 7 | E 8 | E 9 = = E 8 + | E 10 = = E 8 ++ | |||
Coxeterův diagram |
|||||||||||
Symetrie | [3 −1,2,1 ] | [3 0,2,1 ] | [3 1,2,1 ] | [3 2,2,1 ] | [3 3,2,1 ] | [3 4,2,1 ] | [3 5,2,1 ] | [3 6,2,1 ] | |||
Objednat | 12 | 120 | 1920 | 51 840 | 2 903 040 | 696 729 600 | ∞ | ||||
Graf | - | - | |||||||||
název | −1 21 | 0 21 | 1 21 | 2 21 | 3 21 | 4 21 | 5 21 | 6 21 |
Opravený mnohostěn 4_21
Opraveno 4 21 | |
---|---|
Typ | Uniformní 8-polytope |
Symbol Schläfli | t 1 {3,3,3,3,3 2,1 } |
Coxeter symbol | t 1 (4 21 ) |
Coxeterův diagram | |
7 tváří | Celkem 19680: 240 3 21 |
6 tváří | 375840 |
5 tváří | 1935360 |
4 tváře | 3386880 |
Buňky | 2661120 |
Tváře | 1028160 |
Hrany | 181440 |
Vrcholy | 6720 |
Vrcholová figura | 2 21 hranol |
Coxeterova skupina | E 8 , [3 4,2,1 ] |
Vlastnosti | konvexní |
Opraveny 4 21 může být viděn jako rektifikace na 4 21 mnohostěnu, vytvářet nové vrcholy ve středu hran 4 21 .
Alternativní názvy
- Rektifikovaná dischiliahectohexaconta-myriaheptachiliadiacosioctaconta-zetton pro rektifikovaný 2160-17280 polyzetton (zkratka riffy) (Jonathan Bowers)
Konstrukce
Je vytvořen Wythoffovou konstrukcí na sadě 8 hyperplaneálních zrcadel v 8-dimenzionálním prostoru. Je pojmenován jako oprava 4 21 . Vrcholy jsou umístěny ve středu všech okrajů 4 21 a nové hrany je spojují.
Informace o fazetách lze extrahovat z jeho Coxeter-Dynkinova diagramu .
Odstraněním uzlu na krátké větvi zůstane napravený 7-simplex :
Odstraněním uzlu na konci 2-délkové větve se usměrněný 7-orthoplex ponechá ve své alternativní formě:
Odebráním uzlu na konci větve o délce 4 opustíte 3 21 :
Číslo vrcholu je určena tím, že odstraní prstencovitého uzel a přidáním kroužku do sousedního uzlu. Tím je hranol 2 21 .
Souřadnice
Na kartézské souřadnice jednotlivých vrcholů 6720 usměrněného 4 21 je dán všechny permutace souřadnic ze tří ostatních jednotnou mnohostěnu:
- hexic 8 -cube - lichá negativa: ½ (± 1, ± 1, ± 1, ± 1, ± 1, ± 1, ± 3, ± 3) - 3584 vrcholů
- birectified 8 -cube - (0,0, ± 1, ± 1, ± 1, ± 1, ± 1, ± 1) - 1792 vrcholů
- kantolovaný 8 -orthoplex - (0,0,0,0,0,0, ± 1, ± 1, ± 2) - 1344 vrcholů
název | Opraveno 4 21 |
birectified 8-cube = |
hexic 8-cube = |
kantolovaný 8-ortoplex = |
---|---|---|---|---|
Vrcholy | 6720 | 1792 | 3584 | 1344 |
obraz |
Projekce
2D
Tyto grafy představují ortografické projekce v rovinách E 8 , E 7 , E 6 a B 8 , D 8 , D 7 , D 6 , D 5 , D 4 , D 3 , A 7 , A 5 Coxeter . Barvy vrcholů jsou překrývající se multiplicitou v projekci: barevné podle rostoucího pořadí multiplicit jako červená, oranžová, žlutá, zelená.
Přesměrovaný mnohostěn 4_21
Birectified 4 21 polytop | |
---|---|
Typ | Uniformní 8-polytope |
Symbol Schläfli | t 2 {3,3,3,3,3 2,1 } |
Coxeter symbol | t 2 (4 21 ) |
Coxeterův diagram | |
7 tváří | Celkem 19680: |
6 tváří | 382560 |
5 tváří | 2600640 |
4 tváře | 7741440 |
Buňky | 9918720 |
Tváře | 5806080 |
Hrany | 1451520 |
Vrcholy | 60480 |
Vrcholová figura | 5 -demicube -trojúhelníkový duoprism |
Coxeterova skupina | E 8 , [3 4,2,1 ] |
Vlastnosti | konvexní |
Birectified 4 21 lze považovat za druhou opravu jednotného 4 21 mnohostěnu. Vrcholy tohoto mnohostěnu jsou umístěny ve středech všech 60480 trojúhelníkových ploch 4 21 .
Alternativní názvy
- Birectified dischiliahectohexaconta-myriaheptachiliadiacosioctaconta-zetton for birectified 2160-17280 polyzetton (acronym borfy) (Jonathan Bowers)
Konstrukce
Je vytvořen Wythoffovou konstrukcí na sadě 8 hyperplaneálních zrcadel v 8-dimenzionálním prostoru. Je pojmenován jako birectifikace 4 21 . Vrcholy jsou umístěny ve středu všech ploch trojúhelníků 4 21 .
Informace o fazetách lze extrahovat z jeho Coxeter-Dynkinova diagramu .
Odebráním uzlu na krátké větvi opustíte birectified 7-simplex . Těchto fazet je 17 280.
Odebráním uzlu na konci větve o délce 2 zůstane birectified 7-orthoplex v jeho střídané podobě. Těchto fazet je 2160.
Odstranění uzlu na konci větve o délce 4 opustí napravené 3 21 . Těchto fazet je 240.
Číslo vrcholu je určena tím, že odstraní prstencovitého uzel a přidání kroužky do sousedních uzlů. Tím vznikne 5 -demicube -trojúhelníkový duoprism.
Projekce
2D
Tyto grafy představují ortografické projekce v rovinách E 8 , E 7 , E 6 a B 8 , D 8 , D 7 , D 6 , D 5 , D 4 , D 3 , A 7 , A 5 Coxeter . Hrany nejsou kresleny. Barvy vrcholů jsou překrývající se multiplicitou v projekci: barevné podle rostoucího pořadí multiplicit jako červená, oranžová, žlutá, zelená atd.
Trirektifikovaný polytop 4_21
Trirektifikovaný polytop 4 21 | |
---|---|
Typ | Uniformní 8-polytope |
Symbol Schläfli | t 3 {3,3,3,3,3 2,1 } |
Coxeter symbol | t 3 (4 21 ) |
Coxeterův diagram | |
7 tváří | 19680 |
6 tváří | 382560 |
5 tváří | 2661120 |
4 tváře | 9313920 |
Buňky | 16934400 |
Tváře | 14515200 |
Hrany | 4838400 |
Vrcholy | 241920 |
Vrcholová figura | čtyřstěn - rektifikovaný 5 -buněčný duoprism |
Coxeterova skupina | E 8 , [3 4,2,1 ] |
Vlastnosti | konvexní |
Alternativní názvy
- Triktifikovaná dischiliahectohexaconta-myriaheptachiliadiacosioctaconta-zetton pro trirektifikovanou 2160-17280 polyzetton (zkratka torfy) (Jonathan Bowers)
Konstrukce
Je vytvořen Wythoffovou konstrukcí na sadě 8 hyperplaneálních zrcadel v 8-dimenzionálním prostoru. Je pojmenován jako birectifikace 4 21 . Vrcholy jsou umístěny ve středu všech ploch trojúhelníků 4 21 .
Informace o fazetách lze extrahovat z jeho Coxeter-Dynkinova diagramu .
Odebráním uzlu na krátké větvi opustíte tripravený 7-simplex :
Odebráním uzlu na konci větve o délce 2 opustí trirektifikovaný 7-orthoplex ve své alternativní podobě:
Odebráním uzlu na konci větve o délce 4 opustíte birectified 3 21 :
Číslo vrcholu je určena tím, že odstraní prstencovitého uzel a kroužkování sousedních uzlů. To dělá čtyřstěn - rektifikovaný 5 -buněčný duoprism.
Projekce
2D
Tyto grafy představují ortografické projekce v rovinách E 7 , E 6 , B 8 , D 8 , D 7 , D 6 , D 5 , D 4 , D 3 , A 7 a A 5 Coxeter . Barvy vrcholů jsou překrývající se multiplicitou v projekci: barevné podle rostoucího pořadí multiplicit jako červená, oranžová, žlutá, zelená.
(E 8 a B 8 byly příliš velké na zobrazení)
Ortogonální projekce | ||
---|---|---|
E 7 [18] |
E 6 / F 4 [12] |
D 4 - E 6 [6] |
D 3 / B 2 / A 3 [4] |
D 4 / B 3 / A 2 / G 2 [6] |
D 5 / B 4 [8] |
D 6 / B 5 / A 4 [10] |
D 7 / B 6 [12] |
D 8 / B 7 / A 6 [14] |
A 5 [6] |
A 7 [8] |
|
Viz také
Poznámky
Reference
- T. Gosset : O pravidelných a polopravidelných figurách v prostoru n Dimenze , Posel matematiky, Macmillan, 1900
- Elte, EL (1912), The Semiregular Polytopes of the Hyperprostorů , Groningen: University of Groningen
- Coxeter, HSM , Regular Complex Polytopes , Cambridge University Press, (1974).
-
Kaleidoscopes: Selected Writings of HSM Coxeter , edited by F. Arthur Sherk, Peter McMullen , Anthony C. Thompson, Asia Ivic Weiss, Wiley-Interscience Publication, 1995, ISBN 978-0-471-01003-6 [1]
- (Papír 24) HSM Coxeter, pravidelné a polopravidelné polytopy III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3-45] Viz p347 (obrázek 3.8c) od Petera McMullena : (30-gonální graf na hraně uzlu ze 4 21 )
- Klitzing, Richarde. „8D uniformní polytopy (polyzetta)“ . o3o3o3o *c3o3o3o3x - fy, o3o3o3o *c3o3o3x3o - riffy, o3o3o3o *c3o3x3o3o - borfy, o3o3o3o *c3x3o3o3o - torfy