Английская Википедия:Deltahedron

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Short description Шаблон:Distinguish

Файл:Icosahedron.svg
The largest strictly-convex deltahedron is the regular icosahedron
Файл:Triangulated truncated tetrahedron.png
This is a truncated tetrahedron with hexagons subdivided into triangles. This figure is not a strictly-convex deltahedron since coplanar faces are not allowed within the definition.

In geometry, a deltahedron (plural deltahedra) is a polyhedron whose faces are all equilateral triangles. The name is taken from the Greek upper case delta (Δ), which has the shape of an equilateral triangle. There are infinitely many deltahedra, all having an even number of faces by the handshaking lemma. Of these only eight are convex, having 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 and 20 faces.[1] The number of faces, edges, and vertices is listed below for each of the eight convex deltahedra.

The eight convex deltahedra

There are eight strictly-convex deltahedra: three are regular polyhedra and Platonic solids, all eight are Johnson solids.

Regular deltahedra
Image Name Faces Edges Vertices Vertex configurations Symmetry group
Файл:Tetrahedron.svg tetrahedron 4 6 4 4 × 33 Td, [3,3]
Файл:Octahedron.svg octahedron 8 12 6 6 × 34 Oh, [4,3]
Файл:Icosahedron.svg icosahedron 20 30 12 12 × 35 Ih, [5,3]
Irregular deltahedra
Image Name Faces Edges Vertices Vertex configurations Symmetry group
Файл:Triangular dipyramid.png triangular bipyramid 6 9 5 2 × 33
3 × 34
D3h, [3,2]
Файл:Pentagonal dipyramid.png pentagonal bipyramid 10 15 7 5 × 34
2 × 35
D5h, [5,2]
Файл:Snub disphenoid.png snub disphenoid 12 18 8 4 × 34
4 × 35
D2d, [2,2]
Файл:Triaugmented triangular prism.png triaugmented triangular prism 14 21 9 3 × 34
6 × 35
D3h, [3,2]
Файл:Gyroelongated square dipyramid.png gyroelongated square bipyramid 16 24 10 2 × 34
8 × 35
D4d, [4,2]

In the 6-faced deltahedron, some vertices have degree 3 and some degree 4. In the 10-, 12-, 14-, and 16-faced deltahedra, some vertices have degree 4 and some degree 5. These five irregular deltahedra belong to the class of Johnson solids: convex polyhedra with regular polygons for faces.

Deltahedra retain their shape even if the edges are free to rotate around their vertices so that the angles between edges are fluid. Not all polyhedra have this property: for example, if some of the angles of a cube are relaxed, the cube can be deformed into a non-right square prism.

There is no 18-faced convex deltahedron.[2] However, the edge-contracted icosahedron gives an example of an octadecahedron that can either be made convex with 18 irregular triangular faces, or made with equilateral triangles that include two coplanar sets of three triangles.

Non-strictly convex cases

There are infinitely many cases with coplanar triangles, allowing for sections of the infinite triangular tilings. If the sets of coplanar triangles are considered a single face, a smaller set of faces, edges, and vertices can be counted. The coplanar triangular faces can be merged into rhombic, trapezoidal, hexagonal, or other equilateral polygon faces. Each face must be a convex polyiamond such as Файл:Polyiamond-1-1.svg, Файл:Polyiamond-2-1.svg, Файл:Polyiamond-3-1.svg, Файл:Polyiamond-4-2.svg, Файл:Polyiamond-4-3.svg, Файл:Polyiamond-5-1.svg, Файл:Polyiamond-6-1.svg and Файл:Polyiamond-6-11.svg, ...[3]

Some smaller examples include:

Coplanar deltahedra
Image Name Faces Edges Vertices Vertex configurations Symmetry group
Файл:Augmented octahedron.png Augmented octahedron
Augmentation
1 tet + 1 oct
10 Файл:Polyiamond-1-1.svg 15 7 1 × 33
3 × 34
3 × 35
0 × 36
C3v, [3]
4 Файл:Polyiamond-1-1.svg
3 Файл:Polyiamond-2-1.svg
12
Файл:Gyroelongated triangular bipyramid.png Trigonal trapezohedron
Augmentation
2 tets + 1 oct
12 Файл:Polyiamond-1-1.svg 18 8 2 × 33
0 × 34
6 × 35
0 × 36
C3v, [3]
6 Файл:Polyiamond-2-1.svg 12
Файл:Tet2Oct solid.png Augmentation
2 tets + 1 oct
12 Файл:Polyiamond-1-1.svg 18 8 2 × 33
1 × 34
4 × 35
1 × 36
C2v, [2]
2 Файл:Polyiamond-1-1.svg
2 Файл:Polyiamond-2-1.svg
2 Файл:Polyiamond-3-1.svg
11 7
Файл:Triangulated monorectified tetrahedron.png Triangular frustum
Augmentation
3 tets + 1 oct
14 Файл:Polyiamond-1-1.svg 21 9 3 × 33
0 × 34
3 × 35
3 × 36
C3v, [3]
1 Файл:Polyiamond-1-1.svg
3 Файл:Polyiamond-3-1.svg
1 Файл:Polyiamond-4-3.svg
9 6
Файл:TetOct2 solid2.png Elongated octahedron
Augmentation
2 tets + 2 octs
16 Файл:Polyiamond-1-1.svg 24 10 0 × 33
4 × 34
4 × 35
2 × 36
D2h, [2,2]
4 Файл:Polyiamond-1-1.svg
4 Файл:Polyiamond-3-1.svg
12 6
Файл:Triangulated tetrahedron.png Tetrahedron
Augmentation
4 tets + 1 oct
16 Файл:Polyiamond-1-1.svg 24 10 4 × 33
0 × 34
0 × 35
6 × 36
Td, [3,3]
4 Файл:Polyiamond-4-3.svg 6 4
Файл:Tet3Oct2 solid.png Augmentation
3 tets + 2 octs
18 Файл:Polyiamond-1-1.svg 27 11 1 × 33
2 × 34
5 × 35
3 × 36
D2h, [2,2]
2 Файл:Polyiamond-1-1.svg
1 Файл:Polyiamond-2-1.svg
2 Файл:Polyiamond-3-1.svg
2 Файл:Polyiamond-4-2.svg
14 9
Файл:Double diminished icosahedron.png Edge-contracted icosahedron 18 Файл:Polyiamond-1-1.svg 27 11 0 × 33
2 × 34
8 × 35
1 × 36
C2v, [2]
12 Файл:Polyiamond-1-1.svg
2 Файл:Polyiamond-3-1.svg
22 10
Файл:Triangulated truncated triangular bipyramid.png Triangular bifrustum
Augmentation
6 tets + 2 octs
20 Файл:Polyiamond-1-1.svg 30 12 0 × 33
3 × 34
6 × 35
3 × 36
D3h, [3,2]
2 Файл:Polyiamond-1-1.svg
6 Файл:Polyiamond-3-1.svg
15 9
Файл:Augmented triangular cupola.png triangular cupola
Augmentation
4 tets + 3 octs
22 Файл:Polyiamond-1-1.svg 33 13 0 × 33
3 × 34
6 × 35
4 × 36
C3v, [3]
3 Файл:Polyiamond-1-1.svg
3 Файл:Polyiamond-3-1.svg
1 Файл:Polyiamond-4-3.svg
1 Файл:Polyiamond-6-11.svg
15 9
Файл:Triangulated bipyramid.png Triangular bipyramid
Augmentation
8 tets + 2 octs
24 Файл:Polyiamond-1-1.svg 36 14 2 × 33
3 × 34
0 × 35
9 × 36
D3h, [3]
6 Файл:Polyiamond-4-3.svg 9 5
Файл:Augmented hexagonal antiprism flat.png Hexagonal antiprism 24 Файл:Polyiamond-1-1.svg 36 14 0 × 33
0 × 34
12 × 35
2 × 36
D6d, [12,2+]
12 Файл:Polyiamond-1-1.svg
2 Файл:Polyiamond-6-11.svg
24 12
Файл:Triangulated truncated tetrahedron.png Truncated tetrahedron
Augmentation
6 tets + 4 octs
28 Файл:Polyiamond-1-1.svg 42 16 0 × 33
0 × 34
12 × 35
4 × 36
Td, [3,3]
4 Файл:Polyiamond-1-1.svg
4 Файл:Polyiamond-6-11.svg
18 12
Файл:Triangulated octahedgon.png Tetrakis cuboctahedron
Octahedron
Augmentation
8 tets + 6 octs
32 Файл:Polyiamond-1-1.svg 48 18 0 × 33
12 × 34
0 × 35
6 × 36
Oh, [4,3]
8 Файл:Polyiamond-4-3.svg 12 6

Non-convex forms

There are an infinite number of nonconvex forms.

Some examples of face-intersecting deltahedra:

Other nonconvex deltahedra can be generated by adding equilateral pyramids to the faces of all 5 Platonic solids:

Файл:5-cell net.png Файл:Pyramid augmented cube.png Файл:Stella octangula.png Файл:Pyramid augmented dodecahedron.png Файл:Tetrahedra augmented icosahedron.png
triakis tetrahedron tetrakis hexahedron triakis octahedron
(stella octangula)
pentakis dodecahedron triakis icosahedron
12 triangles 24 triangles 60 triangles

Other augmentations of the tetrahedron include:

Augmented tetrahedra
Файл:Biaugmented tetrahedron.png Файл:Triaugmented tetrahedron.png Файл:Quadaugmented tetrahedron.png
8 triangles 10 triangles 12 triangles

Also by adding inverted pyramids to faces:

Файл:Third stellation of icosahedron.svg
Excavated dodecahedron
Файл:Toroidal polyhedron.gif
A toroidal deltahedron
60 triangles 48 triangles

See also

References

Шаблон:Reflist

Further reading

External links