Кіріспе

Екі ұзындығы төрт қиылысқан жиекті көпбұрыш Геометрияда антипараллелограмм - өзін-өзі қиылыстыратын төртбұрыш түрі. Параллелограмм сияқты антипараллелограммның да екі қарама-қарсы жұптары бірдей ұзындықтағы бүйірлері бар, бірақ бұл бүйірлер жұптары жалпы паралельді емес. Оның орнына, әр жақтағы екі жағы бір-біріне қарама-қарсы, ал ұзын жақтағы екі жағы бір-бірін қияр механизміне ұқсас қиып өтеді. Паралелограмның қарама-қарсы бұрыштары тең және бірдей бағытта болса, антипараллелограм тең, бірақ қарама-қарсы бағытта. Антипараллелограммдарды контрапараллелограммдар немесе қиылысқан параллелограммдар деп те атайды. Антипараллелограммалар белгілі бір құрғақ емес біркелкі көпбұрыштардың шың фигуралары ретінде пайда болады. Төрт штрихтік байланыстар теориясында антипараллелограмм түріндегі байланыстарды бабочкалық байланыстар немесе қайыс байланыстар деп те атайды және олар дөңгелек емес дөңгелектерді жобалауда қолданылады. Аспан механикасында олар 4 денелік мәселенің шешімдерінің белгілі бір отбасыларында кездеседі. Әрбір антипараллелограммның симметрия осі бар, оның төрт ұшы да шеңберде орналасқан. Ол екі диагональды қосу және екі параллель жақты алып тастау арқылы теңбұрыш трапециядан құрылуы мүмкін. Әрбір антипараллелограмның жазық ауданы нөлге тең.

Геометриялық қасиеттері

Антипараллелограмм - екі жұп тең ұзындықты жиектері бар қиылысқан төртбұрыштың ерекше жағдайы. Жалпы, қиылысқан төртбұрыштардың жиектері тең емес болуы мүмкін. Антипараллелограмманың ерекше түрі - екі қарама-қарсы жиектері параллель болатын қиылысқан тікбұрышты. Әрбір антипараллелограмм циклдік төртбұрышты құрайды, яғни оның төрт ұшы бір шеңберде жатыр. Сонымен қатар, кез келген антипараллелограмманың төрт ұзартылған жағы екі шеңбердің битангенттері болып табылады, бұл антипараллелограммаларды тангенциалдық төртбұрыштармен, тангенциалдық төртбұрыштармен және желкендермен (олар тангенциалдық және тангенциалдық) тығыз байланысты етеді. Әрбір антипараллелограммның қиылысу нүктесі арқылы симметрия осі болады. Осы симметрияның арқасында екі жұп тең бұрыштар мен екі жұп тең жақтары бар. Оның бүйірлерінің төрт орта нүктесі симметрия осьтеріне перпендикуляр сызықта жатыр; яғни, төртбұрыштың осы түрі үшін Вариньон параллелограмы төрт түзу нүктеден тұратын нөлдік аумақты дегенеративті төртбұрышты құрайды. Антипараллелограмманың бүктелген корпусы теңсары трапеция болып табылады, ал әрбір антипараллелограмма теңсары трапециядан (немесе оның арнайы жағдайлары, тікбұрыштар мен квадраттар) екі параллель жағын трапецияның екі диагональдарымен ауыстыру арқылы құрылуы мүмкін. Антипараллелограмм жазықтықтың екі конгрегентті үшбұрышты аймағын қалыптастыратыны, бірақ осы екі аймақты қарама-қарсы бағытта айналып өтетіндіктен, оның қолтаңбаланған ауданы аймақтардың аудандары арасындағы айырмашылық болып табылады, сондықтан нөл. Көпбұрыштың белгісіз ауданы (ол қоршап тұрған жалпы ауданы) осы аудандардың айырмашылығы емес, олардың қосындысы болып табылады. Ұзындығы мен биіктігі екі қатарлы диагональды антипараллелограмм үшін бұл сома үшбұрышты теңсіздікті осы екі үшбұрышты аймаққа қолданудан антипараллелограммдағы қиылысатын жиектердің жұптары әрқашан екі қиылыспаған жиектерден ұзын болуы керек.

Көпбұрышты

Бірнеше құрғақ емес біркелкі көпбұрыштар, соның ішінде тетрагемигексаэдр, кубогемиоктаэдр, октагемиоктаэдр, кіші ромбигексаэдр, кіші икосигемидодекаэдр және кіші dodecahemidodecahedron, олардың вертикаль фигуралары ретінде антипараллелограммалар бар, көпбұрышты вертикаль мен орталық арасындағы оське перпендикуляр түрде вертикальдің жанында өтетін жазықтықпен кесу арқылы қалыптастырылған қималар. Біртұтас емес, бірақ икемді көпбұрыштың бір түрі - Брикард сегізбұрышы - антипараллелограмм үстіндегі бипирамида ретінде құрылуы мүмкін.

Төрт штрихті байланыстар

Антипараллелограмма төрт штрихті байланыстыру түрінде қолданылған, онда төрт тұрақты ұзындығы бар қатты арқалық (антипараллелограмманың төрт жағы) бір-біріне қатысты антипараллелограмманың төрт ұшындағы буындарында айналуы мүмкін. Бұл жағдайда оны бабочка немесе қайыс байлам байланысы деп те атайды. Байланыс ретінде, оның тұрақсыздық нүктесі бар, онда оны параллелограммға және керісінше айналдыруға болады, бірақ осы байланыстардың кез-келгенін тұрақсыздықты болдырмау үшін нығайтуға болады. Параллелограммдық және антипараллелограммдық байланыстар үшін, егер байланыстың ұзын (тігінен өткен) жиектерінің бірі негіз ретінде бекітілсе, еркін буындар тең шеңберлерде қозғалады, бірақ параллелограммда олар бірдей жылдамдықпен бір бағытта қозғалады, ал антипараллелограммда олар қарама-қарсы бағытта тең емес жылдамдықпен қозғалады. Джеймс Уотт ашқандай, егер антипараллелограмманың ұзын жағы осылай бекітілсе, белгіленбеген ұзын жиектің орта нүктесі лемнискатты немесе сегіздік қисықты анықтайды. Квадраттың қабырғалары мен диагональдарынан құралған антипараллелограмм үшін ол Бернулли лемнискаты болып табылады. Ұзын жағы бекітілген антипараллелограмм - Ватт байланысының нұсқасы. Антипараллелограмм - Харт инверторының дизайнындағы маңызды ерекшелік, ол (Пейселье-Липкин байланысы сияқты) айналу қозғалысын тура сызық қозғалысына айналдыра алады. Төрт дөңгелекті көлік құралының екі осьін қосу үшін антипараллелограмм пішінді байланысты пайдалану мүмкін, бұл тек бір осьтің айналуына мүмкіндік беретін аспаға қатысты көлік құралының бұрылу радиусын азайтады. Альфред Кемпе жалпыға ортақ теоремасының бөлігі ретінде анықтаған байланыста ұялы антипараллелограммдар жұбы қолданылды, бұл кез келген алгебралық қисық жолақты дұрыс анықталған байланыстың буындарымен іздеуге болады. Кемпе ұялы антипараллелограммдық байланысты "көптеуші" деп атады, өйткені оны бұрыштарды бүтін санға көбейтуге қолдануға болады. Басқа бағытта, бұрышты бөлу үшін, бұрыштарды үшке бөлу үшін (егерде тік және компасты құрастыру ретінде қолданылмаса да) пайдаланылуы мүмкін. Бұл байланысты пайдалана отырып, Кемпедің бастапқы конструкциялары параллелограммның антипараллелограмм тұрақсыздығын елемеді, бірақ байланыстарды бекіту оның әмбебаптық теоремасының дәлелін түзетеді.

Жабдықтың құрылысы

Антипараллелограммдық байланыстың қиылыспаған жиектерінің бірі орнында бекітіліп, қалған байланыс еркін қозғалады деп есептеңіз. Байланыс қозғалғанда, әрбір антипараллелограммды қиылысу нүктесінде кездесетін екі конгрегентті үшбұрыштарға бөлуге болады. Белгілі жиекке негізделген үшбұрышта екі қозғалатын жақтың ұзындығы антипараллелограмманың қиылысқан жиектерінің бірінің тұрақты ұзындығына тең, сондықтан қозғалатын қиылысу нүктесі өзінің ошағы ретінде белгісіз нүктелері бар эллипсті іздейді. Симметриялық түрде, екінші (қозғалатын) антипараллелограмманың қиылыспаған жиегінің соңғы нүктелері екінші эллипстің ошақтары болып табылады, ол біріншісінен қиылысу нүктесі арқылы тангенс сызыққа шағылысу арқылы қалыптасады. Екінші эллипс бірінші эллипстің айналасында айналып жүретіндіктен, антипараллелограмның қозғалысынан эллипстердің бұл құрылымын біркелкі айналуды біркелкі емес айналуға немесе керісінше айналдыратын эллиптік диірмендерді жобалауда қолдануға болады.

Аспан механикасы

Н-дене проблемасында, Ньютонның әмбебап гравитациялық заңы бойынша нүктелік массалардың қозғалысын зерттеуде, орталық конфигурациялар маңызды рөл атқарады, бұл n дене проблемасының шешімдері, онда барлық денелер бір-бірімен қатты байланысқандай, белгілі бір орталық нүкте айнала айналады. Мысалы, үш дене үшін бес Лагранж нүктесі арқылы берілген осы типтегі бес шешім бар. Төрт дене үшін денелердің екі жұптарының массалары бірдей (бірақ екі жұптың массалары арасындағы арақатынас үздіксіз өзгереді), сандық дәлелдер орталық конфигурациялардың үздіксіз отбасы бар екенін көрсетеді, олар бір-бірімен антипараллелограммдық байланыстың қозғалысы арқылы байланысты.