Кіріспе

Ұшақтың бесбұрыштармен кесуі Геометрияда бесбұрышты кесу - әрбір жеке бөлшегі бесбұрышты пішінде болатын ұшақтың кесуі. Евклид жазықтығында тұрақты бесбұрышты плиткалау мүмкін емес, өйткені тұрақты бесбұрыштың ішкі бұрышы 108° 360°-ның бөлгіші емес, бұл бүтін бұрыштың бұрыштық өлшемі. Алайда, тұрақты бесбұрыштар гиперболалық жазықтықты әр түбіне (немесе одан да көп) төрт бесбұрышты және үш бесбұрышты сферамен қаптауы мүмкін; соңғысы топологиялық жағынан додекаэдрге тең келетін қаптауды тудырады.

Моногедралды құрғақ бесбұрышты плиткалар

Ұшақты моногедралды (яғни бір типті плиткамен) плиткалау үшін он бес типті бүктелген бесбұрыштар белгілі. Соңғысы 2015 жылы табылған. Бұл тізім (нәтижелері сарапшылар тарапынан қаралады) толық екені дәлелденді. Бұл нәтижеге Лион жоғары мектебінің Микаэль Рао 2017 жылдың мамырында өз бетінше қол жеткізді. Ол бұл 15 типтен тыс жерде ешқандай бүктелген бесбұрыш жоқ екендігін дәлелдеді. 2017 жылдың 11 шілдесінде Рао дәлелінің бірінші жартысын Питтсбург университетінің математика профессоры Томас Хейлс (компьютерлік код бар) тәуелсіз растады. 2017 жылдың желтоқсанына дейін дәлелдеме әлі толықтай сарапшылар тарапынан қарастырылмаған. Әрбір санамаланған плиткалар отбасында басқа типке жатпайтын бесбұрыштар бар; дегенмен кейбір жеке бесбұрыштар бірнеше типке жатқызылуы мүмкін. Сонымен қатар, белгілі плитка түріндегі бесбұрыштардың кейбіреулері оның барлық мүшелері көрсететін стандартты плиткадан тыс альтернативті плитка үлгілерін қолдануға мүмкіндік береді. А, б, в, д, е ұзындығы бар бүйірлері А, В, С, Д, Е нүктелеріндегі бұрыштардан бастап тікелей сағат тіліне қарай. (Сондықтан, А, В, С, Д, Е сәйкесінше d, e, a, b, c-ға қарама-қарсы.) Бұл еркіндіктерге ішкі бұрыштар мен жиек ұзындығының өзгеруі кіреді. Шекте, шеттерде нөлге жақын ұзындығы немесе 180°-ға жақын бұрыштары болуы мүмкін. 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 және 13 типтері құрғақ емес прототильдермен параметрлік мүмкіндіктерге мүмкіндік береді. Периодикалық плиткалар олардың обой топтық симметриясымен сипатталады, мысалы, p2 (2222) төрт 2 рет айналу нүктелерімен анықталады. Бұл номенклатура төмендегі диаграммаларда қолданылады, онда плиткалар симметриядағы k изогедралды орындарымен боялады. Бастапқы бірлік - бұл тек аудармаларды қолдана отырып, бүкіл плитканы шығаратын және мүмкіндігінше кішігірім плитканың бөлімі.

Рейнхардт (1918)

бесбұрышты плитканың алғашқы бес түрін таптым. Бесінің бәрі изогедралды плиткалар жасай алады, яғни плитканың симметриясы кез-келген плитканы кез-келген басқа плиткаға (ерекше формальды түрде, автоморфизм тобы плиткаларға транзитивті түрде әрекет етеді) ала алады. Б. Грунбаум мен Г. С. Шепард олардың жіктелу схемасына сәйкес ұшақтың пятиугольниктермен теңбұрышты плиткаларының дәл жиырма төрт түрлі "түрі" бар екенін көрсетті. Барлығы Рейнхардтың плиткаларын қолданады, әдетте плиткалау үшін қажетті қосымша шарттармен. 2-түрлі барлық плиткалар бойынша екі плитка бар, ал қалған төрт түрдің әрқайсысы бойынша бір. Қалған он сегіздің он бесеуі 1-түрлі плиткалардың ерекше жағдайлары бойынша. Жиырма төрт қабаттың тоғызының жиегі жиегімен жалғасқан. Сонымен қатар, 1-ші, 2-ші және 4-ші типті плиткалардың ерекше жағдайлары бойынша 2 изогедральды плиткалар және 1-ші типті плиткалардың ерекше жағдайлары бойынша 3 изогедральды плиткалар бар. 1 және 2 типті кейбір плиткалар k үшін k изогедралды плиткалар үшін жоғарғы шек жоқ, сондықтан бастапқы бірліктегі плиткалардың саны да жоқ. Әрбір плитканың қабырғалық топтық симметриясы берілген, жақшада орбифолд белгісі бар. Егер плитканың хиралдығы болса, екінші төменгі симметрия тобы беріледі, онда айналы суреттер ерекше болып саналады. Бұл жағдайда олар сары және жасыл түсті тақтайшалар ретінде көрсетіледі.

Стайн (1985) 14-түрі

14-ші бүктелген бесбұрыш түрін 1985 жылы Рольф Штайн тапты. Плитка 3 изогедралды және шетінен шетке емес. Бұл толықтай белгілі бір плиткалар, еркіндік дәрежесі жоқ. Дәл пропорциялар және бұрыш B-мен тоқырауы анықталады. Басқа қатынастарды оңай шығаруға болады. Бастапқы бірліктерде тиісінше алты плитка бар. Оның p2 (2222) симметриясы бар. + 142a = 2c = d = eA = 90°, B≈145.34°, C≈69.32°, D≈124.66°, E≈110.68° 2B+C=360°, C+E=180°).6 элементтік бірлік

Кезекті бесбұрыштардың плитка түрлерін салуға болмайды

2017 жылдың шілдесінде Михаэль Рао компьютерлік көмекпен ұшақты тақтайлай алатын басқа ешқандай құрғақ бесбұрыштардың жоқ екенін дәлелдеді. Ұшақты қаптауға болатын бүктелген көпбұрыштардың толық тізіміне жоғарыда аталған 15 бесбұрыш, алтыбұрыштардың үш түрі және барлық төртбұрыш пен үшбұрыш кіреді. Бұл дәлелдің салдарынан жазықтықты тек қана кезең-кезеңмен ғана плиткалайтын, өйткені жоғарыда аталған барлық типтер кезең-кезеңмен плиткалауға мүмкіндік беретін, ешқандай құрғақ көпбұрыш жоқ.

Екі бірдей плиткалар

Біркелкі плиткалардың дуалдары ретінде 5 валентті ұшы бар үш изогедралды бесбұрышты плиткалар пайда болады. Олар жоғарыдағы 15 моногедральды плиткалардың жоғары симметриялы ерекше жағдайларын көрсетеді. Біркелкі плиткалар мен олардың қос қабаттары барлық жиектерден жиекке дейін. Бұл қос қабатты плиткалар Лавестің плиткалары деп те аталады. Біркелкі қос плиткалардың симметриясы біркелкі плиткалармен бірдей. Біркелкі плиткалар теңбұрышты болғандықтан, дуалдар теңбұрышты болады. cmm (2*22)p4g (4*2)p6 (632) Призмалық бесбұрышты плиткалау 1-типті Флорет бесбұрышты плиткалау 1, 5 және 6120°, 120°, 120°, 90°, 90° V3.3.3.4.4120°, 120°, 90°, 120°, 90° V3.3.4.3.4120°, 120°, 120°, 120°, 60° V3.3.3.3.6 типті плиткалау

Пентагондық/алтыбұрышты кескіндер

Пентагонның алты бұрыштымен ерекше қатынасы бар. Төменде көрсетілгендей, алтыбұрыштардың кейбір түрлері бесбұрыштарға бөлінеді. Мысалы, тұрақты алтыбұрышты екі 1-түрлі бесбұрышты бөледі. Үш (тип 3), төрт (тип 4) және тоғыз (тип 3) бесбұрышты иілгіш алтыбұрыштардың бөлінуі де мүмкін. Осы қатынасты кеңейту арқылы жазықтықты тек бір бесбұрышты прототиль пішінімен шексұңқырлық қабаттар пайда болатын жолдармен кесуге болады. Мысалы: Жалғыз бесбұрышты прототилдің (1-түр) жазық теспелеуі, үстіне тұрақты алтыбұрыштар (әрқайсысы 2 бесбұрышты қамтиды) орналасады. Жалғыз бесбұрышты прототил (3-түр) арқылы жазық тезеллация, үстіне тұрақты алтыбұрыштар (әрқайсысы 3 бесбұрышты құрайды) орналасады. Бір бесбұрышты прототилдің (түрі 4) жартылай тұрақты алтыбұрыштармен (әрқайсысы 4 бесбұрышты қамтиды) жапсырылуымен жазық теселлация. Жалғыз бесбұрышты прототил (3-түр) арқылы жазық тезеллация, екі өлшемді тұрақты алтыбұрыштармен (3 және 9 бесбұрышты қамтиды).

Қиыршықты емес бесбұрыш

Қиыршық болуы талап етілмейтін бесбұрыштарда қосымша плитка түрлерін қолдануға болады. Мысал ретінде сфинкс плиткасын алайық, ол бесбұрышты реп плиткадан құралған апериодтық плитка. Сфинкс екі сфинкс плиткасын бір-бірімен қатарластыра отырып, параллелограмм құрай отырып, жазықтықты кез-келген конвекс емес бесбұрышқа кеңейте алатын үлгіде, бұл параллелограммның транслациялары арқылы жазықтықты кеңейте алады. Теңбұрышты үшбұрышты үш конгрегентті, құрғақ емес бесбұрыштарға бөлу мүмкін, олар үшбұрыштың ортасында кездеседі және жазықтықты алынған үш бесбұрышты бірлікпен тақтайшалау. Осыған ұқсас әдісті квадраттарды төрт конгрегентті емес құрғақ бесбұрыштарға немесе тұрақты алтыбұрыштарды алты конгрегентті емес құрғақ бесбұрыштарға бөлу үшін қолдануға болады, содан кейін ұшақты алынған бірлікпен тақтайшаға салыңыз.

Евклидтік емес геометриядағы тұрақты бесбұрышты плиткалар

Дүртігеуірді шардың бетінде 12 бесбұрышты тұрақты плитка деп қарастыруға болады, Шлефлидің символы {5,3}, әр түбіне үш бесбұрышты болады. Гиперболалық жазықтықта тұрақты бесбұрыштардың тізбектері бар, мысалы, 4 пентагондық тізбегі, {5,4}, әр түбіне төрт бесбұрышты. Гиперболалық жазықтықта жоғары реттік тұрақты тайыздар {5,n} {5,∞} -пен аяқталады. Сфера Гиперболалық жазықтық

Гиперболалық жазықтықтықты бұрмалаған бесбұрышты плиткалар

Гиперболалық жазықтықта теңбұрышты, ретсіз бесбұрышты беттері бар екі бірдей тақтайшалар саны шексіз. Олардың бет пішімдері V3.3 сияқты. 3. бет. Q. + Order p q floret бесбұрышты тақтайша7 38 39 3 5 46 47 4 5V3.3.3.3.7V3.3.3.8V3.3.3.9 V3.3.4.3.5V3.3.4.3.6V3.3.4.3.7 V3.3.5.3.5 Бинарлық тақтайшаның нұсқасы, оның тақтайшалары хороциклдер доғаларының орнына гиперболалық сызық сегменттерімен шектеледі, бесбұрышты тақтайшалар құрайды, олар кезеңді болмауы керек, яғни олардың симметриялық топтары бір өлшемді, бірақ екі өлшемді бола алмайды.