Лучшие вопросы
Таймлайн
Чат
Перспективы

Однородные мозаики на гиперболической плоскости

Из Википедии, свободной энциклопедии

Remove ads

В гиперболической геометрии однородная (правильная, квазиправильная или полуправильная) гиперболическая мозаика — это заполнение гиперболической плоскости правильными многоугольниками ребро-к-ребру со свойством вершинной транзитивности (это мозаика транзитивная относительно вершин, изогональная, т.е. существует движение, переводящее любую вершину в любую другую). Отсюда следует, что все вершины конгруэнтны, и мозаика имеет высокую степень вращательной и трансляционной симметрии.

Подробнее Сферическая, Евклидова ...

Однородные мозаики однозначно определяются их вершинной конфигурацией, последовательностью чисел, представляющих число сторон многоугольников вокруг каждой вершины. Например, 7.7.7 представляет семиугольную мозаику, имеющую 3 семиугольника вокруг каждой вершины. Она правильна, поскольку все многоугольники имеют один размер. Таким образом, её можно задать символом Шлефли {7,3}.

Однородные мозаики могут быть правильными (если они также транзитивны по граням и рёбрам), квазиправильными (если они рёберно транзитивны, но не транзитивны по граням) или полуправильными (если они не транзитивны ни по рёбрам, ни по граням). Для правильных треугольников (p q 2) существуют две правильные мозаики с символами Шлефли {p,q} и {q,p}.

Remove ads

Построение Витхоффа

Суммиров вкратце
Перспектива
Thumb
Пример построения Витхоффа с прямоугольными треугольниками (r = 2) и 7 генерирующими точками. Отрезки к активным зеркалам выкрашены красным цветом, жёлтым и синим, тем же цветом отмечены узлы, противоположные зеркалам.

Существует бесконечное число однородных мозаик, основанных на треугольниках Шварца (p q r), где 1/p + 1/q + 1/r < 1, где p, q, r являются порядками отражательной симметрии в трёх вершинах фундаментального треугольника – группа симметрии является гиперболической группой треугольника.

Каждое семейство симметрий содержит 7 однородных мозаик, определённых символом Витхоффа[англ.] или диаграммой Коксетера — Дынкина, 7 комбинаций трёх активных зеркал. 8-я мозаика представляет операцию альтернации[англ.], удаления половины вершин из высшей формы активных зеркал.

Семейства с r = 2 содержат правильные гиперболические мозаики, определённые группами Коксетера, такими как [7,3], [8,3], [9,3], ... [5,4], [6,4], ....

Гиперболические семейства с r = 3 и выше задаются символами (p q r) и включают (4 3 3), (5 3 3), (6 3 3) ... (4 4 3), (5 4 3), ... (4 4 4)....

Гиперболические семейства (p q r) определяют компактные однородные гиперболические мозаики. В пределе любое из чисел p, q или r можно заменить символом ∞, что даёт паракомпактный гиперболический треугольник и создаёт однородные мозаики, имеющие либо бесконечные грани (назывемые апейрогонами или бесконечноугольниками), которые сходятся к одной воображаемой точке, либо бесконечные вершинные фигуры с бесконечным числом рёбер, исходящих из одной воображаемой точки.

Можно построить дополнительные семейства симметрий из фундаментальных областей, не являющихся треугольными.

Некоторые семейства однородных мозаик показаны ниже (с использованием модели Пуанкаре для гиперболической плоскости). Три из них – (7 3 2), (5 4 2) и (4 3 3) – и никакие другие, минимальны в том смысле, что если любое из определяющих чисел заменить на меньшее целое значение, получим либо евклидову, либо сферическую мозаику, а не гиперболическую. И обратно, любое из чисел можно увеличить (даже заменив на бесконечность), чтобы получить другой гиперболический узор.

Каждая однородная мозаика образует двойственную однородную мозаику, и многие из них приведены ниже также.

Remove ads

Прямоугольные фундаментальные треугольники

Суммиров вкратце
Перспектива

Существует бесконечно много семейств групп треугольника (p q 2). В статье показаны правильные мозаики вплоть до p, q = 8 и однородные мозаики 12 семейств: (7 3 2), (8 3 2), (5 4 2), (6 4 2), (7 4 2), (8 4 2), (5 5 2), (6 5 2) (6 6 2), (7 7 2), (8 6 2) и (8 8 2).

Правильные гиперболические мозаики

Простейшее множество гиперболических мозаик — правильные мозаики {p,q}. Правильная мозаика {p,q} имеет в качестве двойственной мозаику {q,p} (симметричны диагонали таблицы). Самодвойственные мозаики {3,3}, {4,4}, {5,5}[англ.], и т.д. располагаются на диагонали таблицы.

Подробнее Сферические (Платоновы)/Евклидовы/гиперболические (диск Пуанкаре: компактные/паракомпактные/некомпактные) замощения с их символами Шлефли, p \ q ...

(7 3 2)

Группа треугольника (7 3 2)[англ.], группа Коксетера [7,3], орбифолд[англ.] (*732) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные семиугольные/треугольные мозаики[англ.], Симметрия: [7,3], (*732)[англ.] ...

(8 3 2)

Группа треугольника (8 3 2)[англ.], группа Коксетера [8,3], орбифолд[англ.] (*832) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные восьмиугольные/треугольные мозаики, Симметрия: [8,3], (*832) ...

(5 4 2)

Группа треугольника (5 4 2)[англ.], группа Коксетера [5,4], орбифолд[англ.] (*542) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные пятиугольные/квадратные мозаики, Симметрия: [5,4], (*542) ...

(6 4 2)

Группа треугольника (6 4 2)[англ.], группа Коксетера [6,4], орбифолд[англ.] (*642) содержат эти однородные мозаики. Поскольку все элементы чётны, из двух двойственных однородных мозаик одна представляет фундаментальную область зеркальной симметрии: *3333, *662, *3232, *443, *222222, *3222 и *642 соответственно. Все семь мозаик могут быть альтернированы и для полученных мозаик существуют двойственные.

Подробнее Однородные четырёхшестиугольные мозаики, Однородные двойственные duals ...

(7 4 2)

Группа треугольника (7 4 2)[англ.], группа Коксетера [7,4], орбифолд[англ.] (*742) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные семиугольные/квадратные мозаики, Симметрия: [7,4], (*742) ...

(8 4 2)

Группа треугольника (8 4 2)[англ.]*, группа Коксетера [8,4], орбифолд[англ.] (*842) содержат эти однородные мозаики. Поскольку все элементы чётны, из двух двойственных однородных мозаик одна представляет фундаментальную область зеркальной симметрии: *4444, *882, *4242, *444, *22222222, *4222 и *842 соответственно. Все семь мозаик могут быть альтернированы и для полученных мозаик существуют двойственные.

Подробнее Однородные восьмиугольные/квадратные мозаики, [8,4], (*842)(with [8,8] (*882), [(4,4,4)] (*444) , [∞,4,∞] (*4222) index 2 subsymmetries) (и подсимметрия [(∞,4,∞,4)] (*4242) ) ...

(5 5 2)

Группа треугольника (5 5 2)[англ.], группа Коксетера [5,5], орбифолд[англ.] (*552) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные пятипятиугольные мозаики, Симметрия: [5,5], (*552) ...

(6 5 2)

Группа треугольника (6 5 2)[англ.], группа Коксетера [6,5], орбифолд[англ.] (*652) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные шестиугольные/пятиугольные мозаики, Симметрия: [6,5], (*652) ...

(6 6 2)

Группа треугольника (6 6 2)[англ.], группа Коксетера [6,6], орбифолд[англ.] (*662) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные шестишестиугольные мозаики, Симметрия: [6,6], (*662) ...

(8 6 2)

Группа треугольника (8 6 2)[англ.], группа Коксетера [8,6], орбифолд[англ.] (*862) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные восьмиугольные/шестиугольные мозаики, Симметрия: [8,6], (*862) ...

(7 7 2)

Группа треугольника (7 7 2)[англ.], группа Коксетера [7,7], орбифолд[англ.] (*772) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные семисемиугольные мозаики, Симметрия: [7,7], (*772) ...

(8 8 2)

Группа треугольника (8 8 2)[англ.], группа Коксетера [8,8], орбифолд[англ.] (*882) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные восьмивосьмиугольные мозаики, Симметрия: [8,8], (*882) ...
Remove ads

Фундаментальные треугольники общего вида

Суммиров вкратце
Перспектива

Существует бесконечно много семейств групп треугольников общего вида (p q r). В статье показаны однородные мозаики 9 семейств: (4 3 3), (4 4 3), (4 4 4), (5 3 3), (5 4 3), (5 4 4), (6 3 3), (6 4 3) и (6 4 4).

(4 3 3)

Группа треугольника (4 3 3)[англ.], группа Коксетера [(4,3,3)], орбифолд[англ.] (*433) содержат эти однородные мозаики. Без прямого угла в фундаментальном треугольнике построения Витхоффа слегка отличаются. Например, в семействе треугольников (4,3,3) плосконосая форма имеет шесть многоугольников вокруг вершины и её двойственная форма имеет шестиугольники, а не пятиугольники. В общем случае вершинная фигура плосконосой мозаики в треугольнике (p,q,r) имеет вид p.3.q.3.r.3, в частности, она имеет вид 4.3.3.3.3.3 для случая ниже.

Подробнее Однородные мозаики (4,3,3), Симметрия: [(4,3,3)], (*433) ...

(4 4 3)

Группа треугольника (4 4 3)[англ.], группа Коксетера [(4,4,3)], орбифолд[англ.] (*443) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (4,4,3), Симметрия: [(4,4,3)] (*443) ...

(4 4 4)

Группа треугольника (4 4 4)[англ.]*, группа Коксетера [(4,4,4)], орбифолд[англ.] (*444) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (4,4,4), Симметрия: [(4,4,4)], (*444) ...

(5 3 3)

Группа треугольника (5 3 3), группа Коксетера [(5,3,3)], орбифолд[англ.] (*533) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (5,3,3), Симметрия: [(5,3,3)], (*533) ...

(5 4 3)

Группа треугольника (5 4 3), группа Коксетера [(5,4,3)], орбифолд[англ.] (*543) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (5,4,3), Симметрия: [(5,4,3)], (*543) ...

(5 4 4)

Группа треугольника (5 4 4), группа Коксетера [(5,4,4)], орбифолд[англ.] (*544) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (5,4,4), Симметрия: [(5,4,4)] (*544) ...

(6 3 3)

Группа треугольника (6 3 3), группа Коксетера [(6,3,3)], орбифолд[англ.] (*633) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (6,3,3), Симметрия: [(6,3,3)], (*633) ...

(6 4 3)

Группа треугольника (6 4 3), группа Коксетера [(6,4,3)], орбифолд[англ.] (*643) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики (6,4,3), Симметрия: [(6,4,3)] (*643) ...

(6 4 4)

Группа треугольника (6 4 4), группа Коксетера [(6,4,4)], орбифолд[англ.] (*644) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Однородные мозаики 6-4-4, Симметрия: [(6,4,4)], (*644) ...
Remove ads

Сводная таблица мозаик с конечной треугольной конечной областью

Таблица всех однородных гиперболических мозаик с Фундаментальной областью (p q r), where 2 ≤ p,q,r ≤ 8.

См. Шаблон:Таблица конечных треугольных гиперболических мозаик

Четырёхугольные фундаментальные области

Суммиров вкратце
Перспектива
Thumb
Четырёхугольная фундаментальная область имеет 9 положений генерирующих точек, определяющих однородные мозаики. Вершинные фигуры указаны для общей орбифолдной симметрии *pqrs с бигональными гранями, вырожденными в рёбра.

(3 2 2 2)

Thumb
Пример однородной мозаики с симметрией *3222

Четырёхугольные фундаментальные области также существуют на гиперболической плоскости с орбифолдом[англ.] *3222[англ.] ([∞,3,∞] в нотации Коксетера) как наименьшее семейство. Существует 9 положений генератора для получения однородной мозаики внутри четырёхугольной фундаментальной области. Вершинная фигура может быть выделена из фундаментальной области как 3 случая (1) Угол (2) Середина ребра и (3) Центр. Если генерирующая точка смежна углам опрядка 2, в этом углу образуется вырожденная грань {2} в виде двуугольника, но её можно отбросить. Плосконосые[англ.] и альтернированные[англ.] однородные мозаики могут также быть получены (не показаны), если вершинная фигура содержит только грани с чётным числом сторон.

Диаграммы Коксетера — Дынкина четырёхугольных фундаментальных областей рассматриваются как вырожденный граф тетраэдра с 2 из 6 рёбер, помеченных бесконечностью или пунктирными линиями. Логическое требование, чтобы по меньшей мере одно из двух параллельных зеркал было активным, ограничивает число возможных вариантов до 9 и другие помеченные кружками варианты неприменимы.

Подробнее Однородные мозаики с симметрией *3222 ...

(3 2 3 2)

Подробнее Подобные H2 мозаики с симметрией *3232, Диаграммы Коксетера ...
Remove ads

Воображаемые треугольные фундаментальные области

Суммиров вкратце
Перспектива

Существует бесконечно много семейств групп треугольника, включающие бесконечные порядки. В статье приведены однородные мозаики 9 семейств: (∞ 3 2), (∞ 4 2), (∞ ∞ 2), (∞ 3 3), (∞ 4 3), (∞ 4 4), (∞ ∞ 3), (∞ ∞ 4) и (∞ ∞ ∞).

(∞ 3 2)

Воображаемая (∞ 3 2)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [∞,3], орбифолд[англ.] (*∞32) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные однородные мозаики в семействе [∞,3], Симметрия: [∞,3], (*∞32) ...

(∞ 4 2)

Воображаемая (∞ 42)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [∞,4], орбифолд[англ.] (*∞42) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные однородные мозаики в семействе [∞,4], Двойственные фигуры ...

(∞ 5 2)

Воображаемая (∞ 5 2) группа треугольника, группа Коксетера [∞,5], орбифолд[англ.] (*∞52) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные однородные бесконечноугольные/пятиугольные мозаики, Симметрия: [∞,5], (*∞52) ...

(∞ ∞ 2)

Воображаемая (∞  2)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [∞,∞],орбифолд[англ.] (*∞∞2) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные однородные мозаики семейства [∞,∞], Двойственные мозаики ...

(∞ 3 3)

Воображаемая (∞ 3 3)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [(∞,3,3)], орбифолд[англ.] (*∞33) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные гиперболические однородные мозаики семейства [(∞,3,3)], Симметрия: [(∞,3,3)], (*∞33) ...

(∞ 4 3)

Воображаемая (∞ 4 3) группа треугольника, группа Коксетера [(∞,4,3)], орбифолд[англ.] (*∞43) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные гиперболические однородные мозаики семейства [(∞,4,3)], Симметрия: [(∞,4,3)] (*∞43) ...

(∞ 4 4)

Воображаемая (∞ 4 4)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [(∞,4,4)], орбифолд[англ.] (*∞44) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные гиперболические однородные мозаики семейства [(4,4,∞)], Симметрия: [(4,4,∞)], (*44∞) ...

(∞ ∞ 3)

Воображаемая (∞  3) группа треугольника, группа Коксетера [(∞,∞,3)], орбифолд[англ.] (*∞∞3) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные гиперболические однородные мозаики семейства [(∞,∞,3)], Симметрия: [(∞,∞,3)], (*∞∞3) ...

(∞ ∞ 4)

Воображаемая (∞  4) группа треугольника, группа Коксетера [(∞,∞,4)], орбифолд[англ.] (*∞∞4) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные гиперболические однородные мозаики семейства [(∞,∞,4)], Symmetry: [(∞,∞,4)], (*∞∞4) ...

(∞ ∞ ∞)

Воображаемая (∞  ∞)[англ.] группа треугольника, группа Коксетера [(∞,∞,∞)], орбифолд[англ.] (*∞∞∞) содержат эти однородные мозаики.

Подробнее Паракомпактные однородные мозаики семейства [(∞,∞,∞)], Двойственные мозаики ...
Remove ads

Сводная таблица мозаик с бесконечными треугольными фундаментальными областями

Суммиров вкратце
Перспектива

Таблица всех однородных гиперболических мозаик с фундаментальной областью (p q r), где 2 p,q,r ≤ 8, и одно или более значений равно ∞.

Подробнее Бесконечные треугольные гиперболические мозаики, (p q r) ...
Remove ads

Литература

  • John H. Conway, Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strass. The Symmetries of Things. — 2008. — С. Chapter 19, The Hyperbolic Archimedean Tessellations. ISBN 978-1-56881-220-5.

Ссылки

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads