截半黑塞二十七面體

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Template:NoteTA Template:Infobox polyhedron 在幾何學中，截半黑塞二十七面體是一個複正多面體，其位於ℂ3複希爾伯特空間中由54個莫比烏斯－坎特八邊形組成，共有54個面、216條邊和72個頂點。其Template:Link-en為施萊夫利符號計為3{4}3的二十四邊形、頂點圖為施萊夫利符號計為3{4}2的六邊形、對偶多面體為雙黑塞二十七面體。[2]

考克斯特指出，三個複正多面體黑塞二十七面體（Template:CDD）、雙黑塞二十七面體（Template:CDD，此多面體的對偶多面體）和截半黑塞二十七面體（Template:CDD）可以視為實空間多面體正四面體（Template:CDD）、立方體（Template:CDD）和正八面體（Template:CDD）在複空間的類比。[3]

截半黑塞二十七面體是一種位於複數空間的立體，其對應到實數空間同樣也有一種實數空間的代表，其為Template:Link-en，考克斯特表示法計為Template:CDD。[2]

性質

截半黑塞二十七面體位於ℂ3複數空間中，由54個面、216條邊和72個頂點所組成。其中54個面為全等的莫比烏斯－坎特八邊形、216條邊皆為連接了三個頂點的稜，稱為三元稜或三元邊（Trion）[註 1]，在施萊夫利符號中可以用3{}來表示[4]、72個頂點皆為6個莫比烏斯－坎特八邊形的公共頂點，在頂點圖中，這種頂點可以用施萊夫利符號計為3{4}2的六邊形表示；而其對多面體為由施萊夫利符號計為3{4}2的六邊形組成的七十二面體，稱為雙黑塞二十七面體。[5]

截半黑塞二十七面體可以視為黑塞二十七面體經過截半變換的結果，在截半的過程中，會產生形狀與原像的頂點圖相同、數量為原像頂點各數的面，[6]因此，黑塞二十七面體在經過截半變換後，產生了27個莫比烏斯－坎特八邊形的面，因此截半黑塞二十七面體共有54個面。[7]

面的組成

Template:Main 截半黑塞二十七面體由54個全等的莫比烏斯－坎特八邊形組成[8]。莫比烏斯－坎特八邊形是一種由8個頂點和8條稜所組成的幾何結構，其在施萊夫利符號中可以用3{3}3來表示、在考克斯特記號中可以用Template:CDD來表示。與一般的八邊形不同，莫比烏斯－坎特八邊形位於複希爾伯特平面，且構成這種形狀的稜每個稜皆連接了三個頂點，稱為三元稜或三元邊（Trion），這種幾何結構在施萊夫利符號中可以用3{}來表示。[4]


Template:CDD或Template:CDD由72個頂點、216條三元稜（或三元邊）和54 個3{3}3面組成
Template:CDD的其中一個3{3}3 面以藍色標示
Template:CDD的其中一個3{4}3形狀之Template:Link-en以藍色標示

結構

截半黑塞二十七面體的元素在布局矩陣中可以表示為正和擬正兩種形式[9]

M3 = 3[3]3[4]2對稱性
M3 Template:CDD Template:Link-en fk f0 f1 f2 k維頂點圖 備註
Template:CDD ( ) f0 72 9 6 3{4}2 M3/M2 = 1296/18 = 72
L1A1 Template:CDD 3{ } f1 3 216 2 { } M3/L1A1 = 1296/3/2 = 216
L2 Template:CDD 3{3}3 f2 8 8 54 ( ) M3/L2 = 1296/24 = 54
L3 = 3[3]3[3]3對稱性
L3 Template:CDD Template:Link-en fk f0 f1 f2 k維頂點圖 備註
L1L1 Template:CDD ( ) f0 72 9 3 3 3{ }×3{ } L3/L1L1 = 648/9 = 72
L1 Template:CDD 3{ } f1 3 216 1 1 { } L3/L1 = 648/3 = 216
L2 Template:CDD 3{3}3 f2 8 8 27 * ( ) L3/L2 = 648/24 = 27
Template:CDD 8 8 * 27

對偶多面體

Template:Infobox polyhedron 截半黑塞二十七面體的對偶多面體又稱為Template:Vanchor是一個位於ℂ3複希爾伯特空間中由72個施萊夫利符號計為2{4}3的複多邊形組成，共有72個面、216條邊和54個頂點[5]，其可以經由黑塞二十七面體透過交錯變換構造而成，在考克斯特記號中可以用Template:CDD或Template:CDD表示，並與Template:CDD等價。

面的組成

雙黑塞二十七面體由72個全等且施萊夫利符號計為2{4}3的複多邊形組成[8]。這種多邊形位於ℂ2複希爾伯特空間中由6個頂點和9條邊組成，在圖論中對應結構稱為湯瑪森圖[10]或4-cage[11]。


雙黑塞二十七面體的面是一個2{4}3多邊形。圖中將其6個頂點著上紅色和藍色，並由9條二元邊相接形成完全二分图。
其邊可分為三組，以不同顏色表示。

結構

雙黑塞二十七面體中的元素可以透過布局矩陣表示：

M3 Template:CDD Template:Link-en fk f0 f1 f2 k頂點 說明
L2 Template:CDD ( ) f0 54 8 8 3{3}3 M3/L2 = 1296/24 = 54
L1A1 Template:CDD { } f1 2 216 3 3{ } M3/L1A1 = 1296/6 = 216
M2 Template:CDD 2{4}3 f2 6 9 72 ( ) M3/M2 = 1296/18 = 72

正交投影

正交投影

Template:CDD多面體
Template:CDD多面體的其中一面以藍色表示。
Template:CDD多面體中52個頂點交替塗上兩種顏色。
在正複合立體Template:CDD中以紅色和藍色的頂點呈現Template:CDD與Template:CDD多面體。

註釋

Template:NoteFoot

參考文獻

Template:Refbegin

  1. Coxeter, H. S. M., Moser, W. O. J.; Generators and Relations for Discrete Groups (1965), esp pp 67–80.
  2. Coxeter, H. S. M.; Regular Complex Polytopes, Cambridge University Press, (1974).
  3. Coxeter, H. S. M., Shephard, G.C.; Portraits of a family of complex polytopes, Leonardo Vol 25, No 3/4, (1992), pp 239–244,

Template:Reflist Template:Refend Template:廣義的正多面體

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Template:Citation
  2. ↑ 2.0 2.1 Coxeter, 1991,[1] p.30, 47
  3. ↑ Coxeter, 1991,[1] p.127
  4. ↑ 4.0 4.1 Coxeter, Complex Regular Polytopes,[1] 11.1 Regular complex polygons p.103
  5. ↑ 5.0 5.1 Coxeter, Regular Convex Polytopes, 1991,[1] p.30, 47
  6. ↑ Coxeter, H.S.M. Regular Polytopes, (3rd edition, 1973), Dover edition, Template:Isbn (pp. 145–154 Chapter 8: Truncation)
  7. ↑ Template:Citation
  8. ↑ 8.0 8.1 Template:Citation
  9. ↑ Coxeter, Regular Convex Polytopes, 1991,[1] p.132
  10. ↑ Template:Citation.
  11. ↑ Coxeter, 1991,[1] p.110, 114


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