Множество однородных p, q-дуопризм TypeСимвол Шлефли{p}×{q}Диаграмма Коксетера — ДынкинаЯчейкиp q-угольных призм,q p-угольных призмГраниpq квадратов,p q-угольников,q p-угольниковРёбра2pqВершиныpqВершинная фигураРавногранный тетраэдр[p,2,q], order 4pqДвойственныйp, q-Свойствавыпуклый, вершинно однородный Множество однородных p, p-дуопризмТипСимвол Шлефли{p}×{p}Диаграмма Коксетера — ДынкинаЯчейки2p p-gonal prismsГраниp2 squares,2p p-gonsРёбра2p2Вершиныp2 = [2p,2+,2p], order 8p2Двойственныйp, p-Propertiesвыпуклый, вершинно однородный, Дуопризма — многогранник, полученный прямым произведением двух многогранников, каждое размерности два и выше. Прямое произведение n-многогранника и m-многогранника — это (n+m)-многогранник, где n и m не меньше 2 (многоугольник или многогранник).

Дуопризмы наименьшей размерности существуют в 4-мерном пространстве как 4-мерные многогранники, будучи прямым произведением двух многоугольников в 2-мерном евклидовом пространстве. Точнее, это множество точек:

,

где P1 и P2 — два множества точек, расположенные в многоугольниках (сомножителях). Если оба многоугольника выпуклы, такая дуопризма выпукла и ограничена призматическими ячейками.

Терминология Четырёхмерные дуопризмы считаются призматическими 4-мерными многогранниками. Дуопризма, полученная произведением двух правильных многоугольников с той же самой длиной рёбер, называется однородной дуопризмой.

Дуопризма, полученная из n-многоугольника и m-многоугольника, называется добавлением «дуопризма» после имён базовых многоугольников, например, треугольно-пятиугольная дуопризма — это произведение треугольника и пятиугольника.

Альтернативный путь именования — это добавление префикса с указанием числа сторон базовых многоугольников, например, 3,5-дуопризма — это треугольно-пятиугольная дуопризма.

Другие альтернативные имена: q-угольно-p-угольная призма q-угольно-p-угольная двойная призма q-угольно-p-угольная гиперпризма

Термин дуопризма был введён Джорджем Ольшевски как сокращение от double prism (двойная призма). Джон Хортон Конвей предложил похожее имя proprism как сокращение от product prism (произведение призм). Дуопризмы являются пропризмами, образованные произведением в точности двух многогранников.

Пример 16,16-дуопризмы Диаграмма ШлегеляПоказана проекция из центра одной 16-угольной призмы и все, кроме одной, противоположные 16-угольные призмы.РазвёрткаПоказаны два множества 16-угольных призм. Верхняя и нижняя грани вертикального цилиндра соединены в четырёхмерном пространстве.

Геометрия 4-мерных дуопризм

4-мерная дуопризма получается произведение правильного n-стороннего многоугольника и правильного m-стороннего многоугольника с одинаковыми длинами сторон. Она ограничена n m-угольными призмами и m n-угольными призмами. Например, прямое произведение треугольника и шестиугольника — это дуопризма, ограниченная шестью треугольными призмами и тремя шестиугольными.

Если m и n идентичны, результирующая дуопризма ограничена 2n одинаковыми n-угольными призмами. Например, прямое произведение двух треугольников — это дуопризма, ограниченная шестью треугольными 6 призмами.

Если m иn равны 4, результирующая дуопризма ограничена восемью квадратными призмами (кубами) и идентична тессеракту.

m-угольные призмы соединены друг с другом m-угольными гранями и образуют замкнутый цикл. Подобным обрразом n-угольные призмы соединены друг с другом n-угольными гранями и образуют другой замкнутый цикл, перпендикулярный первому. Эти два цикла соединены друг с другом через их квадратные грани и взаимно перпендикулярны.

При стремлении m и n к бесконечности соответствующие дуопризмы приближаются к . Таким образом, дуопризмы полезны как неквадратичные приближения к дуоцилиндрам.

Развёртки 5-53-4

Перспективные проекции Центрированная относительно ячейки перспективная проекция дуопризмы выглядит как тор с двумя множествами ортогональных ячеек, p-угольных и q-угольных призм. + Диаграммы Шлегеля6-призмаШестиугольная призма, спроецированная перспективно на плоскость и центрированная относительно шестиугольной грани, выглядит как два шестиугольника, соединённые (деформированными) квадратами. Подобным же образом проекция 6,6-дуопризмы в трёхмерное пространство близка тору, шестиугольному как в плоскости, так и в сечении.

(p, q)-дуопризмы идентичны (q, p)-призмам, но в проекциях выглядит различными, поскольку центрированы относительно различных ячеек.

+ Диаграммы Шлегеля3-44-34-75-45-55-65-75-86-56-77-37-47-57-67-77-88-58-7

Ортогональные проекции Вершинно-центрированные ортогональные проекции p, p-дуопризм имеет симметрию [2n] для нечётных значений и [n] для чётных, при этом n вершин проецируется в центр. Для 4,4 это представляет плоскость Коксетера A3 тессеракта. Проекция 5,5 идентична трёхмерному ромботриаконтаэдру. + Каркасы ортогональных проекций p, p-дуопризмНечётные5-57-79-9Чётные (тессеракт)

Связанные многогранники

Правильный косой многогранник, {4,4|n}, существует в 4-мерном пространстве как n2 квадратных граней n-n дуопризмы, использующий все 2n2 рёбер и n2 вершин. 2n n-угольные грани можно рассматривать как удалённые. (Косые многогранники можно рассматривать таким же образом как n-m дуопризмы, но они не являются правильными.)В английской литературе skew polyhedron (косой многогранник) соответствует трёхмерной фигуре, для которой в русском языке прижился термин косой многоугольник. Термин skew polytop (косой политоп) соответствует многомерной (размерность больше трёх) фигуре. В данной статье используется термин косой многогранник для всех размерностей.

Дуоантипризма

Подобно антипризмам как альтернированным призмам существует множество 4-мерных дуоантипризм — это 4-многогранники, которые можно создать операцией , применённой к дуопризме. Альтернированные вершины создают неправильные тетраэдральные ячейки, за исключением специального случая дуопризмы 4-4 (тессеракта), при которой получается однородный (и правильный) шестнадцатиячейник. Шестнадцатиячейник является единственной однородной дуоантипризмой.

Дуопризмы , t0,1,2,3{p,2,q}, могут быть альтернированы в , ht0,1,2,3{p,2,q}, «дуоантипризмы», которые нельзя получить однородными. Единственное выпуклое однородное решение — тривиальный случай p=q=2, который является наименьшей по симметрии конструкцией тессеракта , t0,1,2,3{2,2,2}, с альтернированием в шестнадцатиячейник, , s{2}s{2}.

Единственное невыпуклое однородное решение — p=5, q=5/3, ht0,1,2,3{5,2,5/3}, , полученное из 10 пятиугольных антипризм, 10 и 50 тетраэдов. Этот многогранник известен под именем Jonathan Bowers — Miscellaneous Uniform Polychora 965. Gudaphttp://www.polychora.com/12GudapsMovie.gif Animation of cross sections.

Многогранники k22 , −122, является первой в серии размерностей однородных многогранников, обозначенных Коксетером как серия k22. 3,3-дуопризма является вершинной фигурой второй фигуры, . Четвёртой фигурой являются евклидовы соты, Последней фигурой являются паракомпактные гиперболические соты, 322, с группой Коксетера [32,2,3], . Каждый последующий однородный многогранник строится из предыдущего (предыдущий служит его вершинной фигурой).

См. также Многогранник и Четырёхмерный многогранник

Тессеракт

Примечания

Литература

Coxeter, H. S. M. Regular Skew Polyhedra in Three and Four Dimensions. Proc. London Math. Soc. 43, 33-62, 1937.

Duoprism на Glossary for Hyperspace Cartesian product на Glossary for Hyperspace Каталог выпуклых многогранников

Ссылки The Fourth Dimension Simply Explained—describes duoprisms as «double prisms» and duocylinders as «double cylinders» Polygloss — glossary of higher-dimensional terms Exploring Hyperspace with the Geometric Product

Категория:Многомерная евклидова геометрия Категория:Алгебраическая топология Категория:Многогранники