Кіріспе

Төрт тік бұрышы бар төртбұрыш – Евклидтік жазық геометриясында төртбұрыш төрт тік бұрыштан тұрады. Оны былай да анықтауға болады: барлық бұрыштары тең төртбұрыш (эквиангуляр), себебі эквиангуляр дегеніміз оның барлық бұрыштары бірдей (360°/4 = 90°); немесе тік бұрыш бар параллелограмм. Төрт қабырғасы тең төртбұрыш – квадрат. "Сопақ" термині – шаршы емес төртбұрышты білдіреді. ABCD төбелері бар төртбұрыш деп белгіленеді. "Тіктөртбұрыш" сөзі латын тіліндегі "rectangulus" сөзінен шыққан, ол "rectus" (түзу, дұрыс) және "angulus" (бұрыш) сөздерінің қосындысы. Кросс төртбұрыш – екі диагоналімен бірге төртбұрыштың екі қарама-қарсы қабырғасынан тұратын, өзін-өзі қиылыстыратын төртбұрыш (сондықтан тек екі қабырғасы ғана параллель). Бұл антипараллелограмның ерекше жағдайы, оның бұрыштары тік емес және барлығы тең емес, бірақ қарама-қарсы бұрыштары тең. Сфералық, эллиптік және гиперболалық сияқты басқа геометрияларда қарама-қарсы қабырғалары тең ұзындығы бар және тік бұрыштар емес тең бұрыштар бар төртбұрыштар кездеседі. Тіктөртбұрыштар көптеген мозаикалық есептерде қолданылады, мысалы, жазықтықты тіктөртбұрыштармен немесе тіктөртбұрышты көпбұрыштармен мозаикалау.

Балама иерархия

Де Вильерс төртбұрышты қарама-қарсы жақтарының әр жұбы арқылы симметрия осьтері өтетін кез келген төртбұрыш ретінде жалпылай анықтайды. Бұл анықтама тікбұрышты және қиылысқан төртбұрыштарды қамтиды. Олардың әрқайсысы қарама-қарсы жақтарының жұбына параллель және бір-бірінен тең қашықтықта орналасқан симметрия осіне, сондай-ақ осы жақтардың перпендикуляр биссектрисасына ие, бірақ қиылысқан төртбұрыш жағдайында бірінші осі оны биссектрисалайтын екі жақтың да симметрия осі болып табылмайды. Екі симметрия осіне ие төртбұрыштар, әрқайсысы қарама-қарсы жақтар жұбы арқылы, кем дегенде бір симметрия осі қарама-қарсы жақтар жұбы арқылы өтетін төртбұрыштардың кеңірек класына жатады. Бұл төртбұрыштарға теңсары трапециялар және қиылысқан теңсары трапециялар (теңсары трапециялармен бірдей төбелік орналасуы бар қиылысқан төртбұрыштар) кіреді.

Симметрия

Төртбұрыш циклдік: оның барлық төбелері бір шеңберде жатыр. Ол теңбұрышты: оның барлық ішкі бұрыштары тең (әрқайсысы 90 градусқа тең). Ол изоганалды немесе төбелік транзитивті: барлық төбелер бір симметрия орбитасында орналасқан. Онда екі көрістік симметрия және 2-ретті айналу симметриясы бар (180° бұрылыс арқылы).

Тікбұрышты-ромб дуалдығы

Төмендегі кестеде көрсетілгендей, тіктөртбұрыштың қос көпбұрышы ромб болып табылады. Тіктөртбұрыш Ромб Барлық бұрыштары тең. Барлық қабырғалары тең. Қарсы қабырғалары тең. Қарсы бұрыштары тең. Оның центрі төбелерінен бірдей қашықтықта орналасқан, сондықтан оны шеңберге сыйыстыруға болады. Оның центрі қабырғаларынан бірдей қашықтықта орналасқан, сондықтан оның ішінде шеңбер бар. Екі симметрия осі қарсы қабырғаларды екіге бөледі. Екі симметрия осі қарсы бұрыштарды бөледі. Диагональдарының ұзындығы тең. Диагональдары тең бұрыштармен қиылысады. Тіктөртбұрыштың қабырғаларының орта нүктелерін тізбектей қосса, ромб пайда болады, және керісінше.

Әр түрлі

Тіктөртбұрыш – бұрыштары тік болатын көпбұрыш: оның қабырғалары тік бұрышпен түйіседі. Жалғақтағы тіктөртбұрышты бес тәуелсіз еркіндік дәрежесімен сипаттауға болады, мысалы, үш позиция үшін (оның ішінде екі трансляция және бір бұрылу), бір пішін үшін (қарастыру қатынасы) және бір жалпы өлшем үшін (ауданы). Егер екі тіктөртбұрыштың ешқайсысы екіншісінің ішіне сыймаса, олар салыстырылмайтын болып саналады.

Басқа тік төртбұрыштар

Сфералық геометрияда сфералық төртбұрыш – төрт қабырғасы үлкен шеңбер доғаларынан тұратын және 90°-тан үлкен тең бұрыштарда түйіскен фигура. Қарама-қарсы доғалардың ұзындығы бірдей. Евклидтік кеңістіктік геометриядағы сфера беті эллиптикалық геометрия тұрғысынан Евклидтік емес бет болып табылады. Сфералық геометрия – эллиптикалық геометрияның ең қарапайым түрі. Эллиптикалық геометрияда эллиптикалық төртбұрыш – эллиптикалық жазықтықтағы фигура, оның төрт қабырғасы 90°-тан үлкен тең бұрыштарда түйіскен эллиптикалық доғалар. Қарама-қарсы доғалардың ұзындығы бірдей. Гиперболалық геометрияда гиперболалық төртбұрыш – гиперболалық жазықтықтағы фигура, оның төрт қабырғасы 90°-тан кішкентай тең бұрыштарда түйіскен гиперболалық доғалар. Қарама-қарсы доғалардың ұзындығы бірдей.

Квадрат, перфект және басқа да тақтайлы тік төртбұрыштар

Төртбұрыштар, тіктөртбұрыштар немесе үшбұрыштармен қапталған тіктөртбұрыш тиісінше "квадратталған", "тіктөртбұрышталған" немесе "үшбұрышталған" (немесе "үшбұрыштармен қапталған") тіктөртбұрыш деп аталады. Егер плиткалар ұқсас және саны шектеулі болса, және екі плитканың мөлшері бірдей болмаса, қапталған тіктөртбұрыш кемелді деп есептеледі. Егер екі плитка бірдей мөлшерде болса, қаптама кемшікті болады. Кемел (немесе кемшікті) үшбұрышталған тіктөртбұрышта үшбұрыштар тікбұрышты болуы керек. Барлық белгілі кемелді тіктөртбұрыштар, кемелді квадраттар және олармен байланысты пішіндер туралы деректер базасын squaring.net сайтынан табуға болады. Тіктөртбұрышты кемелді қаптау үшін қажетті ең аз квадраттар саны 9, ал квадратты кемелді қаптау үшін қажетті ең аз сан 21, бұл 1978 жылы компьютерлік іздеу арқылы табылды. Тіктөртбұрыш қабырғалары өлшенетін болса ғана, оны шектеулі сандағы тең емес квадраттармен қаптауға болады. Егер плиткалар тең емес теңбұрышты тікбұрышты үшбұрыштар болса, осы айғақ дәл солай. Тіктөртбұрыштарды басқа плиткалармен қаптаудың ең көп назар аударған түрлері – бұл барлық айналымдар мен көріністерге рұқсат етілген конгруэнтті тіктөртбұрыш емес полиоминоидтар. Сондай-ақ конгруэнтті полиабололармен қаптамалар да бар.