Кіріспе
Шеттерімен біріктірілген көпбұрыштар, олар көпжаққа бүктеледі. Геометрияда көпжақ желісі – жазықтықтағы бір-біріне қабаттаспайтын, шеттерімен біріктірілген көпбұрыштардың орналасуы, оларды (шеттері бойынша) бүктеу арқылы көпжақтың бетін жасауға болады. Полиэдр желілері көпжақтарды және жалпы қатты геометрияны зерттеуде пайдалы көмекші құрал болып табылады, себебі олар жұқа картон сияқты материалдардан көпжақтардың физикалық модельдерін жасауға мүмкіндік береді. Полиэдр желілерінің алғашқы мысалдары Альбрехт Дюрердің еңбектерінде кездеседі, оның 1525 жылы жарық көрген «Компас пен сызғышпен өлшеу өнерінің курсы» (Unterweysung der Messung mit dem Zyrkel und Rychtscheyd) кітабында Платондық денелер мен Архимед денелерінің бірнешесі үшін желілер қамтылған. Бұл құрылымдарды алғаш рет 1543 жылы Аугустин Хиршвогель желі деп атады.
In geometry, a net of a polyhedron is an arrangement of non overlapping edge joined polygons in the plane which can be folded (along edges) to become the faces of the polyhedron. Polyhedral nets are a useful aid to the study of polyhedra and solid geometry in general, as they allow for physical models of polyhedra to be constructed from material such as thin cardboard. An early instance of polyhedral nets appears in the works of Albrecht Dürer, whose 1525 book A Course in the Art of Measurement with Compass and Ruler (Unterweysung der Messung mit dem Zyrkel und Rychtscheyd ) included nets for the Platonic solids and several of the Archimedean solids. These constructions were first called nets in 1543 by Augustin Hirschvogel.
Бар болу және бірегейлігі
Кез келген көпбұрыш үшін, қандай жиектер біріктіріледі және қандайлары бөлек қалдырылады дегенге байланысты, көптеген әртүрлі дақылдар болуы мүмкін. Дөңес көпбұрыштан дақыл жасау үшін кесілген жиектер, көпбұрыштың аралық ағашын құруы керек, бірақ кейбір аралық ағаштарды кесу, көпбұрыштың ашылғанда өзін-өзі жабуына, дақылға айналудың орнына әкелуі мүмкін. Егер дақыл, оның жиектерін біріктіру схемасымен бірге берілген болса, нәтижедегі пішіннің әрбір төбесі оң бұрыштық кемшілікке ие болса және осы кемшіліктердің қосындысы дәл 4-ке тең болса, онда одан бүктеуге болатын дәл бір ғана көпбұрыш болады; бұл Александровтың бірегейлік теоремасы. Дегенмен, осылайша қалыптасқан көпбұрыштың, дақылдың бір бөлігі ретінде көрсетілгеннен өзгеше жақтары болуы мүмкін: кейбір дақыл көпбұрыштардың үстінен бүктемелер болуы мүмкін, ал дақыл көпбұрыштары арасындағы кейбір жиектер ашық қалуы мүмкін. Сонымен қатар, бір дақылда бірнеше жарамды желімдеу схемалары болуы мүмкін, бұл әртүрлі бүктелген көпбұрыштарға әкелуі мүмкін. 1975 жылы Г.С. Шепард, кез келген дөңес көпбұрыштың кем дегенде бір дақылы немесе қарапайым жиегінің бар-жоғы туралы сұрақ қойды. Бұл сұрақ, сондай-ақ Дюрердің болжамы немесе Дюрердің дақылдау мәселесі деп белгілі, әлі де жауапсыз күйде. Дақылы жоқ дөңес емес көпбұрыштар бар, және кез келген дөңес көпбұрыштың жақтарын (мысалы, кесілген жер бойымен) бөлуге болады, сонда бөлінген жақтар жиынтығы дақылға ие болады. 2014 жылы Мохаммад Гоми, кез келген дөңес көпбұрыштың аффиндік түрлендіруден кейін дақылға ие екенін көрсетті. Бұдан әрі, 2019 жылы Барвинок пен Гоми, Дюрердің болжамын жалпылау, псевдо жиектер үшін, яғни көпбұрыштың төбелерін байланыстыратын және дөңес жақтары бар граф құрайтын геодезиялық желі үшін сәтсіз екенін көрсетті. Бұл мәселеге байланысты ашық сұрақ: кез келген дөңес көпбұрыштың дақылында гүлдену бар ма, яғни оның жазық күйінен бүктелген күйіне дейін үздіксіз, өзін-өзі қиылыстырмайтын қозғалыс бар ма, бұл қозғалыс барысында әр жақ тегіс болып қалады.
Ең қысқа жол
Көпжақтың бетіндегі екі нүкте арасындағы ең қысқа жол, осы жолға тиетін жақтар жиынтығы үшін қолайлы дақылдағы түзу сызыққа сәйкес келеді. Дақыл түзу сызықтың толығымен ішінде болуын қамтамасыз етуі керек, және қайсысы ең қысқа жол екенін анықтау үшін бірнеше дақылды қарастыру қажет болуы мүмкін. Мысалы, куб жағдайында, егер нүктелер іргелес жақтарда орналасқан болса, ең қысқа жолға үміткерлердің бірі ортақ қабырғаны кесіп өтетін жол болады; осы типтегі ең қысқа жол екі жақ та іргелес болатын дақылды пайдалану арқылы табылады. Басқа үміткерлер екеуіне де іргелес үшінші жақтың беті арқылы өтуі мүмкін (мұндай жақтар екеу бар), және әрбір жағдайдағы ең қысқа жолды табу үшін тиісті дақылдарды қолдануға болады. "Өрмекші мен шыбыз" мәселесі – ойын-сауық математикасының жұмбағы, ол тіктөртбұрыштың екі нүктесі арасындағы ең қысқа жолды табуды қамтиды.
Жоғары өлшемді политоптық торлар
4 политоптың желісі, төрт өлшемді политоп, беттері арқылы байланысқан және барлығы бірдей үш өлшемді кеңістікте орналасқан полиэдрлік жасушалардан тұрады, дәл сол сияқты полиэдр желісінің көпбұрышты беттері жиектерімен байланысқан және бәрі бірдей жазықтықта жатады. Төрт өлшемді гиперкуб – тессеракт желісі, Сальвадор Далидің "Асару" (Corpus Hypercubus) (1954) картинасында кеңінен қолданылған. Сол тессеракт желісі Роберт А. Хайнлайнның "—Жақын үй салды—" атты әңгімесінің негізгі сюжеттік желісі болып табылады. Өлшемді гиперкубтардың комбинаторлық тұрғыдан ерекшеленетін желілерінің санын табу үшін, бұл желілерді гиперкубтың қарама-қарсы беттерінің жұптарын сипаттайтын ағаштың толық емес графигіндегі сәйкес келетін жұптармен бірге, желі құру үшін беттерді біріктіретін түйіндердегі ағаш ретінде бейнелеуге болады. Осы бейнелеуді пайдаланып, 2, 3, 4 өлшемді гиперкубтардың әр түрлі ашылу саны 1, 11, 261, 9694, 502110, 33064966, 2642657228 болып есептелді.
1, 11, 261, 9694, 502110, 33064966, 2642657228,