Кіріспе
Геометриялық фигура 6 сызықпен байланысқан 4 нүктеден тұрады. Математикада, әсіресе инциденттік геометрияда және проекциялық геометрияда толық төртбұрыш – жазықтықтағы кез келген төрт нүктеден және олардың арасын жалғастыратын алты сызықтан тұратын геометриялық нысандар жүйесі. Ешқандай үш нүкте бір түзуде жатпауы тиіс. Дуальды түрде, толық төртбұрыш – бір нүктеден өтпейтін төрт түзуден және осы түзулердің алты қиылысу нүктесінен тұратын жүйе. Толық төртбұрыш тетрастигма деп, ал толық төртбұрыш тетраграмма деп аталған; бұл терминдер кейде қолданылады.
In mathematics, specifically in incidence geometry and especially in projective geometry, a complete quadrangle is a system of geometric objects consisting of any four points in a plane, no three of which are on a common line, and of the six lines connecting the six pairs of points. Dually, a complete quadrilateral is a system of four lines, no three of which pass through the same point, and the six points of intersection of these lines. The complete quadrangle was called a tetrastigm by , and the complete quadrilateral was called a tetragram; those terms are occasionally still used.
Диагональдар
Толық төртбұрыштың алты сызығы жұптарда қиылысып, төртбұрыштың диагональдық нүктелері деп аталатын үш қосымша нүкте құрайды. Сол сияқты, толық төртбұрыштың алты нүктесінің арасында сызықтармен қосылмаған үш жұп нүкте бар; осы жұптарды жалғастыратын сызық кесінділері диагональдар деп аталады. Евклид жазықтығындағы нүктелер мен сызықтар үшін диагональдық нүктелер бір түзуде жата алмайды, ал диагональдарда үштік қиылысқан бір ғана нүкте болмайды. Фано жазықтығының табылуы, онда толық төртбұрыштың диагональдық нүктелері бір түзуде жатады, проективтік геометрияның аксиомаларын кейбір авторлар Фано аксиомасымен – диагональдық нүктелер коллинеар емес деген талаппен толықтырды, ал басқалары шектеулерді азайтты. Г. Б. Халстед толық төртбұрыштың бөліктерін таңбалау үшін ықшамдатылған терминдер жиынтығын енгізді: ол төртбұрыштың төбелерін «нүктелер» деп, ал диагональдық нүктелерін «кодоттар» деп атайды. Проективтік кеңістіктегі сызықтар «түзулер» деп, ал төртбұрышта – «жалғаушылар» деп аталады. Коксетердің «диагональдық сызықтарын» Халстед «қарама-қарсы жалғаушылар» деп атайды. Қарама-қарсы жалғаушылар кодотта қиылысады. Толық төртбұрыштың конфигурациясы тетрастим болып табылады.
Жобалау қасиеттері
Барлық нүктелер мен сызықтар жүйелері, онда барлық нүктелер бірдей сызықтар санына жатады және барлық сызықтарда бірдей нүктелер саны бар, толық төртбұрыш пен толық төртбұрыш екеуі де проективтік конфигурация құрайды; проективтік конфигурациялардың белгісінде толық төртбұрыш (4362) деп, ал толық төртбұрыш (6243) деп жазылады, мұндағы белгідегі сандар конфигурацияның нүктелерінің саны, нүктесіне шаққандағы сызықтардың саны, сызықтардың саны және сызығына шаққандағы нүктелердің санын көрсетеді. Толық төртбұрыштың проективтік дуалы – толық төртбұрыш, және керісінше. Кез келген екі толық төртбұрыш немесе кез келген екі толық төртбұрыш үшін, екі конфигурацияның біреуін екіншісіне айналдыратын бірегей проективтік түрлену бар. Карл фон Штаудт 1847 жылы толық төртбұрыш арқылы математикалық негіздерді жаңартты, ол «гармониялық қасиеттің» төртбұрыштың бірге жүретін элементтеріне негізделуі мүмкін екенін атап өтті: төртбұрыштың қарама-қарсы қабырғаларының әр жұбы бір түзуде қиылысса, онда диагональдар сол түзуді проективтік гармониялық конъюгаттар орнында қиып өтеді. Төртбұрыштың қабырғалары мен диагональдарынан туындаған түзудегі төрт нүкте гармониялық қатар деп аталады. Перспективалық және проективтік арқылы гармониялық қасиет тұрақты болады. Қазіргі геометрия мен алгебраның дамуы фон Штаудттың Марио Пьери мен Феликс Клейнге тигізген әсерін көрсетеді.
Евклидтік қасиеттер
Евклид жазықтығында толық төртбұрыштың төрт түзуі параллель түзулердің ешбір жұбын қамтуға тиіс емес, сондықтан түзулердің кез келген жұбының қиылысу нүктесі болады. Бұл, Евклид жазықтығының метрикалық қасиеттерін қолданатын толық төртбұрыштардың бірнеше қосымша қасиеттерін сипаттайды, олар таза проективті емес. Диагональдардың орта нүктелері бір түзудің бойында жатады, және (Исаак Ньютон дәлелдегендей) төртбұрыштың барлық төрт түзуіне жанасатын кониканың центрімен де бір түзудің бойында жатады. Төртбұрыштың кез келген үш түзуі үшбұрыштың қабырғаларын құрайды; осылайша құрылған төрт үшбұрыштың ортоцентрлері екінші түзуде, орта нүктелер арқылы өтетін түзуге перпендикуляр орналасқан. Осы төрт үшбұрыштың сырттай шеңберлері бір нүктеде қиылысады. Сонымен қатар, диаметрлері диагональдар болатын үш шеңбер ортақ шеңберлер шоғырына жатады, олардың осі ортоцентрлер арқылы өтетін түзу болып табылады. Толық төртбұрыштың үшбұрыштарының полярлық шеңберлері коаксальдық жүйені құрайды.