Кіріспе

Жазықтықты барлық түрлі қалыпты көпбұрыштарға бөлу + Мысал: кезекті мозаикалар. Қалыпты мозаиканың бір түрі қалыпты бет болып табылады. Жартылай қалыпты немесе біркелкі мозаиканың бір түрі тораптары болады, бірақ екі немесе одан көп түрлі беттері болады. K біркелкі мозаиканың k түрлі тораптары және екі немесе одан көп түрлі қалыпты беттері болады. Қабырғалары бірімен-бірі жалғаспайтын мозаиканың әртүрлі өлшемдегі қалыпты беттері болуы мүмкін. Дөңес қалыпты көпбұрыштармен Евклид жазықтығын мозаикалау ежелден бері кеңінен қолданылып келеді. Алғашқы жүйелі математикалық зерттеу Кеплердің "Harmonices Mundi" (лат. Әлемнің үйлесімділігі, 1619) еңбегінде жасалған.

Евклидтік плиткалардың белгіленуі

Евклидтік мозаикалар әдетте Канди мен Роллетт нотациясы бойынша аталады. Бұл нотация (i) төбелердің санын, (ii) әр төбе маңындағы көпбұрыштардың санын (сағат тілімен бағытталған) және (iii) осы көпбұрыштардың әрқайсысының қабырғаларының санын көрсетеді. Мысалы: 36; 36; 34.6, 2 түрлі төбе түрі бар 3 төбе бар екенін көрсетеді, сондықтан бұл мозаика ‘3 біртекті (2 төбе түрі)’ мозаикасы ретінде жіктеледі. Бөліп қарағанда, 36; 36 (екеуі де әртүрлі транзитивтілік класына жатады) немесе (36)2, әрқайсысы 6 теңқабырғалы 3 қабырғалы көпбұрыштан (үшбұрыштардан) тұратын 2 төбе бар екенін көрсетеді. Ал соңғы төбе 34.6, 4 тікелей қосылған теңқабырғалы үшбұрыштан және бір реттеген алтыбұрыштан тұрады. Дегенмен, бұл нотацияда екі маңызды мәселе бар, олардың бірі – екіұстанымды конформация және бірегейлік. Біріншіден, k біртекті мозаикалар үшін нотация төбелер арасындағы байланысты түсіндірмейді. Бұл нотацияны ғана ескере отырып, жабық жазықтықты құру мүмкін емес. Екіншіден, кейбір мозаикалардың номенклатурасы бірдей, олар өте ұқсас, бірақ алтыбұрыштардың салыстырмалы орналасуы әртүрлі екенін байқауға болады. Сондықтан екінші мәселе – бұл номенклатура әр мозаика үшін бірегей емес. Бұл мәселелерді шешу үшін, ГомЖау Хогг нотациясы 2012 жылы ұсынылған зерттеу мен нотацияның сәл өңделген нұсқасы болып табылады. Тегін онлайн-қосымша, пішін орналастыру кезеңдері мен итеративтік айналу және кері айналу операциялары арқылы тұрақты көпбұрыштарды шексіз құруға мүмкіндік береді, бұл тікелей ГомЖау Хогг нотациясынан алынған.

Жазық-түсті қабаттар

Тұрақты дөңгелек көпбұрыштардың 17 комбинациясы бар, олар 21 түрлі жазық төбелік плиткаларды құрайды. Бұл көпбұрыштардың төбелерінде кездесетінде, аралық немесе жабыспаушылық болмайды. Төбелік фигуралар бойынша тізімделгенде, біреуінде 6 көпбұрыш, үшеуінде 5 көпбұрыш, жетінде 4 көпбұрыш, ал онда 3 көпбұрыш бар. Жоғарыда егжей-тегжейлі сипатталғандай, олардың үшеуі тұрақты плиткаларды (63, 44, 36) құрайды, ал тағы сегіз жартылай тұрақты немесе Архимед плиткаларын (3.12.12, 4.6.12, 4.8.8, (3.6)2, 3.4.6.4, 3.3.4.3.4, 3.3.3.4.4, 3.3.3.3.6) құрай алады. Олардың төртеуі жоғары k біртекті плиткаларда болуы мүмкін (3.3.4.12, 3.4.3.12, 3.3.6.6, 3.4.4.6), ал алтауы тұрақты көпбұрыштармен жазықтықты аралықсыз немесе жабыспаушылықсыз толық плиткалау үшін қолданылмайды – олар тек қана егер бұрыштамасыз көпбұрыштар қосылғанда ғана кеңістікті толық тесселяциялай алады (3.7.42, 3.8.24, 3.9.18, 3.10.15, 4.5.20, 5.5.10). + Жазық төбелік плиткалар: 63653.3.4.3.43.3.3.4.43.3.3.3.643.3.4.123.4.3.123.3.6.6(3.6)23.4.4.63.4.6.44433.7.423.8.243.9.183.10.153.12.124.5.204.6.124.8.85.5.1063

2-біртекті плиткалар

Евклид жазықтығында жиырма (20) 2 біркелкі мозаика бар. (Оларды 2 теңбұрышты немесе жартылай тұрақты мозаикалар деп те атайды) Әрқайсысы үшін төбелік типтер тізімделген. Егер екі мозаикада бірдей екі төбелік тип болса, оларға 1,2 индекстері беріледі. + 2 біркелкі мозаика (20)p6m, *632 p4m, *442 [36; 32.4.3.4]3 4 3/m30/r(c3) (t = 3, e = 3) [3.4.6.4; 32.4.3.4]6 4 3,3/m30/r(h1)(t = 4, e = 4) [3.4.6.4; 33.42]6 4 3 3/m30/r(h5) (t = 4, e = 4) [3.4.6.4; 3.42.6]6 4 3,4 6/m30/r(c4) (t = 5, e = 5) [4.6.12; 3.4.6.4]12 4,6 3/m30/r(c3) (t = 4, e = 4) [36; 32.4.12]12 3,4 3/m30/r(c3) (t = 4, e = 4) [3.12.12; 3.4.3.12]12 0,3,3 0,4/m45/m(h1) (t = 3, e = 3) p6m, *632p6, 632p6, 632cmm, 2*22pmm, *2222cmm, 2*22pmm, *2222 [36; 32.62]3 6/m30/r(c2) (t = 2, e = 3) [36; 34.6]16 3,3 3/m30/r(h1) (t = 3, e = 3) [36; 34.6]26 3 3,3 3/r60/r(h8) (t = 5, e = 7) [32.62; 34.6]6 3/m90/r(h1) (t = 2, e = 4) [3.6.3.6; 32.62]6 3,6/m90/r(h3) (t = 2, e = 3) [3.42.6; 3.6.3.6]26 3,4 6 3,4 6,4/m90/r(c6) (t = 3, e = 4) [3.42.6; 3.6.3.6]16 3,4/m90/r(h4) (t = 4, e = 4)p4g, 4*2pgg, 22×cmm, 2*22cmm, 2*22pmm, *2222cmm, 2*22 [33.42; 32.4.3.4]14 3,3 4,3/r90/m(h3) (t = 4, e = 5) [33.42; 32.4.3.4]24 3,3,3 4,3/r(c2)/r(h13)/r(h45)(t = 3, e = 6) [44; 33.42]14 3/m(h4)/m(h3)/r(h2)(t = 2, e = 4) [44; 33.42]24 4 3 3/m90/r(h3)(t = 3, e = 5) [36; 33.42]14 3,4 3,3/m90/r(h3)(t = 3, e = 4) [36; 33.42]24 3 3 3/m90/r(h7)/r(h5)(t = 4, e = 5)

Жоғары k-біртекті плиткалар

k біркелкі плиткалар 6-ға дейін саналып шықты. Евклид жазықтығында 6736 біркелкі плитка табылды. Брайан Гейлебахтың іздеуі Кротенхердттың 10 6 әртүрлі төбе түрі бар біркелкі плиткалар тізімін қайталады, сондай-ақ 5 төбе түрі бар 92 плитканы, 4 төбе түрі бар 187 плитканы, 3 төбе түрі бар 284 плитканы және 2 төбе түрі бар 100 плитканы анықтады.

Бүйірінен-бүйіріне дейін емес плиткалар

Тұйық тұрақты көпбұрыштар жазыққа төселген плиткаларды құра алады, бірақ олардың жиектері бірімен-бірі тікелей жанаспайды. Мұндай плиткаларды шетінен шетке орналасқан, қатарласа жатқан, бірақ тік бұрыш жасамайтын көпбұрыштар ретінде қарастыруға болады. Барлық плиткалардың арасындағы жапсырылу мөлшерін немесе әртүрлі плиткалардың жиектерінің ұзындықтары арасындағы қатынасты анықтайтын нақты сандық параметрге ие жеті теңбұрышты отбасы бар. Екі отбасы ығысқан квадраттан, прогрессивті немесе зигзаг тәрізді орналасудан туындайды. Грюнбаум мен Шепард мұндай плиткаларды біртекті деп атайды, бірақ бұл Коксетердің біртектілік анықтамасына қайшы келеді, ол жиектері бірімен-бірі тікелей жанасқан тұрақты көпбұрыштарды талап етеді. Мұндай теңбұрышты плиткалар геометриялық пропорцияларымен ерекшеленсе де, топологиялық тұрғыдан біртекті плиткалармен сәйкес келеді. + Кезекті теңбұрышты плиткалар, жиектері бірімен-бірі тікелей жанаспайтын дөңес тұрақты көпбұрыштар1234567 Көлденең ығысқан төртбұрыштар қатарыКөлденең ығысқан үшбұрыштар қатарыТөртбұрыштармен қабырғалауӘр үшбұрышты үш алтыбұрыш қоршайдыӘр алтыбұрышты алты үшбұрыш қоршайды. Үш өлшемді үшбұрыш (2*22) р2 (2222) смм (2*22) р4м (*442) р6 (632) р3 (333) алтыбұрышты плитка Төртбұрышты плитка Керілген төртбұрышты плитка Керілген алтыбұрышты плитка Алтыбұрышты плитка Үшбұрышты-алтыбұрышты плитка