凸正則4ポリトープ

数学では、凸正則4ポリトープ(またはポリコロン)は、正則かつ凸である4次元(4D)ポリトープです。これは、3次元のプラトン固体や2次元の正多角形の4次元的な類似品です。

これらのポリトープは、19世紀半ばにスイスの数学者ルートヴィヒ・シュレフリによって初めて記述された。シュレフリは、このような図形が正確に6つ存在することを発見した。そのうちの5つは、プラトン固体の高次元の類似物と考えられる。もう1つの図形(24セル)は、3次元的に等価なものがない。

凸正4角ポリトープは、すべて同じ種類と大きさのプラトン固体である3次元セルの集合で囲まれています。これらのセルは、それぞれの面に沿って規則的に組み合わされています。

プロパティ

以下の表は、6つの凸型正多項式の特性を示したものです。これらのポリコラの対称群はすべてコクセター群であり、その記事に記載されている記法で与えられています。群の名前の後の数字は、その群の次数です。

名前

ファミリー

シュラッフィー
シンボル

頂点

エッジ

細胞

頂点の数値

デュアルポリトープ

対称的なグループ

ペンタコロン
5-
セルペンタトープハイパーピラミッドハイパー四面体
4-シンプレックス

シンプレックス
(n-simplex)

{3,3,3}

5

10

10
トライアングル

5
四面体

四面体

(セルフデュエル)

A4

120


テッセラクトオクタコロン
8
セルハイパーキューブ
4キューブ

超立方体
(N-cube)

{4,3,3}

16

32

24
スクエア

8
キューブ

四面体

16セル

B4

384

ヘキサデカチョロン
16面体
orthoplexhyperoctahedron
4-orthoplex

クロスポリトープ
(n-orthoplex)

{3,3,4}

8

24

32
トライアングル

16
四面体

八面体

テッセラクト

B4

384

イコシテトラコロン
24-
セロクタプレックスポリオクタヘドロン

{3,4,3}

24

96

96
トライアングル

24
八面体

キューブ

(セルフデュエル)

F4

1152

Hecatonicosachoron
120-cel
ldecaplex
hyperd
odecahedronpolydosechedron

{5,3,3}

600

1200

720
ペンタゴン

120
正十二面体

四面体

600セル

H4

14400

ヘキサコシコロン
600
ケルテトラプレックス
多面体
ポリ四面体

{3,3,5}

120

720

1200
トライアングル

600
四面体

アイコサヘドラ

120セル

H4

14400

これらの図形の境界は、位相的にはオイラー特性が0である3つの球に相当するので、オイラーの多面体の公式の4次元的な類似性があることになります。

N 0- N +1 N 2- N = {{30displaystyle N_{0}-N_{1}+N_{2}-N_{3}=0,}}。 {\displaystyle N_{0}-N_{1}+N_{2}-N_{3}=0\,}

ここで、Nkはポリトープのk面の数を表しています(頂点は0面、辺は1面など)。

ビジュアライゼーション

以下の表は、これらのポリトープの2次元投影図です。他にも様々な可視化が下記の他のサイトで見られます。コクセター・ディンキン図のグラフは、シュレフリ記号の下にも示されています。

5セル

8セル

16セル

24セル

120セル

600セル

{3,3,3}

{4,3,3}

{3,3,4}

{3,4,3}

{5,3,3}

{3,3,5}

ペトリポリゴンの中にワイヤーフレームによる正射影を入れる。

ソリッド正射影


四面体
エンベロープ

(セル/頂点中心)


立方体エンベロープ
(セルセンター方式)


八面体
エンベロープ

(頂点中心)


クボ
八面体エンベロープ

(セル中心型)


切られた菱形
三面体の
円錐形
(セルセンター)。


ペンタキスの正十
二面体
エンベロープ
(頂点集中型)

ワイヤーフレーム・シュレーゲル図(パースペクティブ・プロジェクション)


(Cell-centered)


(Cell-centered)


(Cell-centered)


(Cell-centered)


(Cell-centered)


(頂点を中心とする)。

ワイヤーフレーム立体視(ハイパースフェリカル)

関連ページ

  • 正規のポリトープ
  • プラトニックソリッド

質問と回答

Q: 凸正4ポリトープとは何ですか?


A: 凸正4ポリトープとは、正則と凸の両方を持つ4次元ポリトープです。

Q: 3次元と2次元の凸正4ポリトープの相似形は何か?


A: 3次元の凸正4ポリトープの類型はプラトン立体であり、2次元の類型は正多角形である。

Q: 凸正4ポリトープを最初に記述したのは誰ですか?


A: 19世紀半ばにスイスの数学者ルートヴィヒ・シュレフリが凸正4ポリトープを初めて記述した。

Q: 凸正4ポリトープはいくつあるのですか?


A: 凸正4ポリトープは正確に6個存在します。

Q: 凸型正4面体のうち、24セル多面体の特徴は?


A: 24セル多面体には、凸正4多面体の中で3次元的に等価なものはない。

Q: 各凸正4多面体の境界となる3次元のセルは何か?


A: 各凸正4角形は、すべて同じ種類と大きさのプラトン立体である3次元セルの集合に囲まれています。

Q: 凸正4面体の3次元セルはどのように組み合わされているのか?


A: 凸正4面体では、3次元のセルがそれぞれの面に沿って規則正しく組み合わされています。

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