Введение
В геометрии, конструкция Уайтхоффа, названная в честь математика Виллема Абрахама Уайтхоффа, является методом построения однородного многогранника или плоскогорной плитки. Его часто называют калейдоскопической конструкцией Уайтхоффа.
In geometry, a Wythoff construction, named after mathematician Willem Abraham Wythoff, is a method for constructing a uniform polyhedron or plane tiling. It is often referred to as Wythoff's kaleidoscopic construction.
Процесс строительства
Метод основан на идее наклеивания сферы, с сферическими треугольниками см. Треугольники Шварца. Эта конструкция располагает три зеркала по бокам треугольника, как в калейдоскопе. Однако, в отличие от калейдоскопа, зеркала не параллельны, а пересекаются в одной точке. Поэтому они заключают сферический треугольник на поверхности любой сферы, сосредоточенной на этой точке, и повторяющиеся отражения производят множество копий треугольника. Если углы сферического треугольника выбраны правильно, треугольники будут плитками сферу, один или несколько раз. Если поместить вершину в подходящую точку внутри сферического треугольника, окруженного зеркалами, можно обеспечить, чтобы отражения этой точки создавали однородный многогранник. Для сферического треугольника ABC у нас есть четыре возможности, которые приведут к получению однородного многогранника: вершина помещена в точку A. Это дает полиедр с символом Уайтхоффа a, где a равен π, разделенному на угол треугольника в A, и аналогично для b и c. Вершина помещается в точке на прямой AB, так что она пересекает угол в C. Это дает полиедр с символом Уайтхоффа a, где bc. Вершина располагается так, чтобы она находилась в центре ABC. Это дает многогранник с символом Wythoff a b c. Вершина находится в такой точке, что, когда она вращается вокруг любого из углов треугольника вдвое больше угла в этой точке, она смещается на то же расстояние для каждого угла. Используются только четные отражения исходной вершины. Полиэдр имеет символ Уайтоффа a b c. Процесс в целом также применяется для более высокомерных регулярных политопов, включая 4-мерные однородные 4-политопы. + ПримерыШестиугольная призма построена как из семейства (6 2 2) так и из семейства (3 2 2). Квадратная плитка с отрезками построена из двух различных позиций симметрии в семействе (4 4 2). = 432 "идеи". Орбита вышеуказанного образца Уайтхоффа под действием полной октаэдрической группы.
A vertex is placed at the point A. This produces a polyhedron with Wythoff symbol a|b c, where a equals π divided by the angle of the triangle at A, and similarly for b and c.
A vertex is placed at a point on line AB so that it bisects the angle at C. This produces a polyhedron with Wythoff symbol a b|c. A vertex is placed so that it is on the incenter of ABC. This produces a polyhedron with Wythoff symbol a b c|. The vertex is at a point such that, when it is rotated around any of the triangle's corners by twice the angle at that point, it is displaced by the same distance for every angle. Only even numbered reflections of the original vertex are used. The polyhedron has the Wythoff symbol |a b c.
The process in general also applies for higher dimensional regular polytopes, including the 4 dimensional uniform 4 polytopes. + ExamplesThe hexagonal prism is constructed from both the (6 2 2) and (3 2 2) families. The truncated square tiling is constructed by two different symmetry positions in the (4 4 2) family. = 432|. Orbit of the Wythoff pattern above under the action of the full octahedral group.
Не-Уитоффианские конструкции
Однородные политопы, которые не могут быть созданы через зеркальную конструкцию Уайтоффа, называются не-Уайтоффианскими. Они, как правило, могут быть получены из форм Wythoffian либо путем чередования (удаления альтернативных вершин), либо путем вставки чередующихся слоев частичных фигур. Оба типа фигур будут содержать ротационную симметрию. Иногда формы снуба считаются витоффианскими, хотя они могут быть построены только путем чередования всеобъемлющих форм. + ПримерыШестиугольная антипризма построена путем чередования двенадцатиугольной призмы. Удлиненная треугольная плитка построена слоями квадратной плитки и треугольных рядов плитки. Великий дирхомбикозидодекаэдр - единственный не витоффианский однородный полиэдр.