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在几何学中,正多面体是指各面都是全等的正多边形且每一个顶点所接的面数都是一样的多面体。除了五种凸正多面体(帕雷托立体)外,亦有其他能符合上述条件的立体,例如四种星形正多面体(开普勒-庞索立体)[2]。

在不考虑其他空间(如双曲空间、复数空间)的情况下,麦克马伦在其论文中共整理并列出了48种正多面体[3]。
概述
所有正多面体皆可以使用施莱夫利符号来表示,其可以计为{n, m}。其中n表示构成面的顶点数,m则表示与顶点相邻的多边形数量。在中文语境中,一般被大众认知的正多面体通常代表只有五种的凸正多面体,又称为帕雷托立体,其包括了正四面体、立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体[4]。然而在定义上,正多面体仅指每个面是正多边形、每条边等长每个角等角且每面全等的多面体,而符合上述定义的多面体不一定是凸多面体,也可能是星形多面体[5]、抽象多面体[6]或扭歪多面体[7]等。这些多面体除了五种凸正多面体外,还有四种非凸正多面体(克普勒–庞索立体)、五种抽象正多面体和五种复合正多面体。
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列表
下表列出了所有标记可以在其对称性上传递的多面体,换句话说,即该多面体皆同时具有等边、等角和等面的特性。
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无穷集合的正多面体
大部分的正多面体都只有有限个,如凸正多面体5个[4]、星形多面体4个[5]、正扭歪无限面体3个[10]与难以良好具像化的抽象正多面体5个[6]等。然而在部分正多面体的种类有无穷多个,如同正多边形的边数可以无穷上升一般,例如除了帕雷托立体、黑塞二十七面体、双黑塞二十七面体与截半黑塞二十七面体之外的复正多面体[12],或内接于双曲仿紧空间堆砌中的极限球上的双曲镶嵌[13]等几何结构。


在几何学中,平面镶嵌可以被视为多面的的一种退化成平面的退化形式,即无限面体[15]。然而谝面镶嵌或双曲镶嵌可以用类似多面体堆砌填充三为欧氏空间的方法来填满双曲空间,这种结构称为蜂巢体[16],在这种情况下,蜂巢体中的每一个胞皆为一个平面镶嵌或双曲镶嵌[14],即前面所述的退化多面体或无限面体[17]。这些退化的几何结构由于形成双曲空间蜂巢体可以内接在一个双曲极限球(即只与单一双曲无穷远点相交的双曲空间球体)[18]或双曲超极限球(无法交于单一双曲无穷远点的双曲空间球体)[19]上,因此,此时也能把此结构视为一个双曲空间的多面体,当这个多面体具有正多面体性质时,也可以称为一种广义的正多面体,例如六边形镶嵌蜂巢体中的六边形镶嵌[20]或三阶七边形镶嵌蜂巢体中的正七边形镶嵌[14]。
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![]() 二角形二面体 {2,2} |
![]() 正三角形二面体 {3,2} |
![]() 正方形二面体 {4,2} |
![]() 正五边形二面体 {5,2} |
![]() 正六边形二面体 {6,2} |
... | {n,2} |
![]() 正二面形 {2,2} |
![]() 正三面形 {2,3} |
![]() 正四面形 {2,4} |
![]() 正五面形 {2,5} |
![]() 正六面形 {2,6} |
... | {2,n} |
依施莱夫利符号分类
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依组成面分类
一般的凸正多面体只能由正三角形、正方形和正五边形构成;若考虑非凸的情况则可以由正五角星构成;若允许复数的空间,则莫比乌斯-坎特八边形也能构成正多面体。然而正七边形难以存在于平坦空间的立体中。[24]而目前已知存有正七边形的正多面体存于双曲空间中。[14]
![]() 正二面形 {2,2} 2个二角形 |
![]() 正三面形 {2,3} 3个二角形 |
![]() 正四面形 {2,4} 4个二角形 |
![]() 正五面形 {2,5} 5个二角形 |
![]() 正六面形 {2,6} 6个二角形 |
... | {2,n} n个二角形 |
![]() 正三角形二面体 {3,2} 2个正三角形 |
![]() 正四面体 {3,3} 4个正三角形 |
![]() 八面体半形 {3,4}/2 4个正三角形 |
![]() 正八面体 {3,4} 8个正三角形 |
![]() 星形八面体 2{3,3} 8个正三角形 |
![]() 二十面体半形 {3,5}/2 10个正三角形 |
![]() 正二十面体 {3,5} 20个正三角形 |
![]() 大二十面体 {3,5/2} 20个正三角形 |
![]() 五复合正四面体 5{3,3} 20个正三角形 |
![]() 十复合正四面体 10{3,3} 40个正三角形 |
![]() 五复合正八面体 5{3,4} 40个正三角形 |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2{3}2{4}p p3个正三角形 |
![]() 正三角形镶嵌 {3,n} 无穷个正三角形 |
![]() 正方形二面体 {4,2} 2个正方形 |
![]() 立方体半形 {4,3}/2 3个正方形 |
![]() 立方体 {4,3} 6个正方形 |
![]() 扭歪正三十面体 {4,6|3} 30个正方形 |
![]() 五复合立方体 5{4,3} 30个正方形 |
![]() 扭歪288面体 {4,8|3} 288个正方形 |
![]() 扭歪p2面体 {4,4|p} p2个正方形 |
![]() 多立方体 {4,6|4} 无穷个正方形 |
![]() 正方形镶嵌 {4,n} 无穷个正方形 |
![]() 六边形二面体 {6,2} 2个正六边形 |
![]() 扭歪二十面体 {6,4|3} 20个正六边形 |
![]() 多八面体 {6,4|4} 无穷个正六边形 |
![]() 多四面体 {6,6|3} 无穷个正六边形 |
![]() 正六边形镶嵌 {6,n} 无穷个正六边形 |

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相关多面体
帕雷托立体可以透过康威变换变换成13种阿基米德立体[29],其他正多面体也可以透过康威变换变换成半正多面体或均匀多面体:
备注:粗体或灰底表示变换完的结果仍为正多面体者。
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参见
参考文献
外部链接
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