Русская Википедия:Нотация Конвея для многогранников

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Conway relational chart.png
Этот рисунок показывает 11 новых многогранников, которые можно получить из куба с помощью трёх операций. Новые многогранники показаны как отображения на поверхность куба, чтобы были яснее видны топологические изменения. Вершины на всех многогранниках изображены в виде кружочков.
Файл:Conway polyhedron notation-examples2.png
Н рисунке добавлены 3 другие операции — операция p=propellor Джорджа Харта, добавляющая четырёхугольники, операция g=gyro , создающая пятиугольники и операция c=chamfer, заменяющая рёбра шестиугольниками

Нотация Конвея для многогранников, разработанная Конвеем и продвигаемая Шаблон:Не переведено 5, используется для описания многогранников, опираясь на затравочный (т.е. используемый для создания других) многогранник, модифицируемый различными префикс-операциями.

Конвей и Харт расширили идею использования операторов, подобных оператору truncation (усечения), определённого Кеплером, чтобы создавать связанные многогранники с той же симметрией. Базовые операторы могут сгенерировать все архимедовы тела и каталановы тела из правильных затравок. Например, tC представляет усечённый куб, а taC, полученный как t(aC), является усечённым октаэдром. Простейший оператор dual (двойственный) меняет местами вершины и грани. Так, двойственным многогранником для куба является октаэдр — dC=O. Применённые последовательно, эти операторы позволяют сгенерировать многие многогранники высокого порядка. Получающиеся многогранники будут иметь фиксированную топологию (вершины, рёбра, грани), в то время как точная геометрия не ограничивается.

Затравочные многогранники, являющиеся правильными многогранниками, представляются первой буквой в их (английском) названии (Tetrahedron = тетраэдр, Octahedron = октаэдр, Cube = куб, Icosahedron = икосаэдр, Dodecahedron = додекаэдр). Кроме того, используются призмы (Pn – от prism для n-угольных призм), антипризмы (An – от Antiprisms), купола (Un – от cupolae), антикупола (Vn) и пирамиды (Yn – от pyramid). Любой многогранник может выступать в качестве затравки, если операции могут на них быть выполнены. Например, правильногранные многогранники можно обозначить как Jn (от Johnson solids = тела Джонсона) для n=1…92.

В общем случае трудно предсказать результат последовательного применения двух и более операций на заданный многогранник-затравку. Например, операция ambo, применённая дважды, оказывается той же самой, что и операция expand (расширения), aa=e, в то время как операция truncation (усечение) после операции ambo даёт то же, что и операция bevel, ta=b. Не существует общей теории, описывающей, какие многогранники могут быть получены с помощью некоторого набора операторов. Наоборот, все результаты были получены эмпирически.

Операции на многогранниках

Элементы таблицы даны для затравки с параметрами (v,e,f) (вершин, рёбер, граней), преобразуемой в новые виды в предположении, что затравка является выпуклым многогранником (топологической сферой с эйлеровой характеристикой 2). Пример, базирующийся на затравке в виде куба, дан для каждого оператора. Базовые операции достаточны для генерации зеркально симметричных однородных многогранников и их двойственных. Некоторые базовые операции можно выразить через композицию других операций.

Специальные виды

Операция «kis» имеет вариант kn, в этом случае добавляются только пирамиды к граням с n-сторонами.
Операция усечения имеет вариант tn, в этом случае усекаются только вершины порядка n.

Операторы применяются подобно функциям справа налево. Например, кубооктаэдр является ambo кубом (кубом, к которому применена операция ambo), то есть t(C) = aC, а усечённый кубооктаэдр равен t(a(C)) = t(aC) = taC.

Оператор хиральности

  • r – «отражение» («reflect») – делает зеркальное отражение затравки. Оператор не меняет затравку, если к ней не были применены операторы s или g. Другой записью хиральной формы служит надчёркивание, например, Шаблон:Overline = rs.

Операции в таблице показаны на примере куба и нарисованы на поверхности куба. Синие грани пересекают исходные рёбра, розовые грани соответствуют исходным вершинам.

Базовые операции
Оператор Пример Название Альтернативное
построение
вершины рёбра грани Описание
Файл:Conway C.png Затравка v e f Исходный многогранник
r reflect v e f Зеркальный образ для хиральных форм
d Файл:Conway dC.png dual f e v Двойственный многогранник для затравки – каждая вершина создаёт новую грань
a Файл:Conway aC.png ambo dj
djd
e 2e f+v Новые вершины добавляются в середине рёбер, а старые вершины отрезаются (rectify)
Операция создаёт вершины с валентностью 4.
j Файл:Conway jC.png join da
dad
v+f 2e e К затравке добавляются пирамиды с достаточной высотой, так что два треугольника, принадлежащие разным пирамидам и имеющие общую сторону затравки, становятся копланарными (лежащими на одной плоскости) и образуют новую грань.
Операция создаёт квадратные грани.
k
kn
Файл:Conway kC.png kis nd = dz
dtd
v+f 3e 2e На каждой грани добавляется пирамида.
Акизация или кумуляция,[1] увеличение или пирамидальное расширение.
t
tn
Файл:Conway tC.png truncate nd = dz
dkd
2e 3e v+f Отсекает все вершины.
Операция является сопряжённой с kis
n Файл:Conway kdC.png needle kd = dt
dzd
v+f 3e 2e Двойственный многогранник к усечённой затравке. Грани триангулируются с двумя треугольниками для каждого ребра. Это делит пополам грани через все вершины и рёбра, удаляя при этом исходные рёбра.
Операция преобразует Шаблон:Не переведено 5 (a,b) в (a+2b,a-b) для a>b.
Она также преобразует (a,0) в (a,a), (a,a) в (3a,0), (2,1) в (4,1), и т.д.
z Файл:Conway dkC.png zip dk = td
dnd
2e 3e v+f Двойственный многогранник к затравке после операции kis или усечение двойственного многогранника. Операция создаёт новые рёбра, перпендикулярные исходным рёбрам. Операция также называется bitruncation (Шаблон:Не переведено 5).
Эта операция преобразует Шаблон:Не переведено 5 G(a,b) в G(a+2b,a-b) для a>b.
Она также преобразует G(a,0) в G(a,a), G(a,a) в G(3a,0), G(2,1) в G(4,1) и т.д.
e Файл:Conway eC.png expand
(растяжение)
aa
dod = do
2e 4e v+e+f Каждая вершина создаёт новую грань, а каждое ребро создаёт новый четырёхугольник. (cantellate = скашивание)
o Файл:Conway oC.png ortho daa
ded = de
v+e+f 4e 2e Каждая n-угольная грань делится на n четырёхугольников.
g
rg=Шаблон:Overline
Файл:Conway gC.png gyro dsd = ds v+2e+f 5e 2e Каждая n-угольная грань делится на n пятиугольников.
s
rs=Шаблон:Overline
Файл:Conway sC.png snub dgd = dg 2e 5e v+2e+f «расширение и кручение» – каждая вершина образует новую грань, а каждое ребро образует два новых треугольника
b Файл:Conway bC.png bevel dkda = ta
dmd = dm
4e 6e v+e+f Новые грани добавляются вместо рёбер и вершин. (cantitruncation = Шаблон:Не переведено 5)
m Файл:Conway mC.png meta
medial
kda = kj
dbd = db
v+e+f 6e 4e Триангуляция с добавлением вершин в центрах граней и рёбер.

Образование правильных затравок

Все пять правильных многогранников могут быть получены из призматических генераторов, используя от нуля до двух операторов:

Правильная евклидова мозаика может также быть использована в качестве затравки:

Примеры

Куб может образовать все выпуклые однородные многогранники с октаэдральной симметрией. В первой строке показаны архимедовы тела, а во второй — каталановы тела. Вторая строка образуется как двойственные многогранники к многогранникам первой строки. Если сравнивать каждый новый многогранник с кубом, можно понять визуально проведённые операции.

Куб
«затравка»
ambo truncate zip expand bevel snub
Файл:Uniform polyhedron-43-t0.png
C
dO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-t1.png
aC
aO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-t01.png
tC
zO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-t12.png
zC = dkC
tO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-t02.png
aaC = eC
eO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-t012.png
bC = taC
taO
Шаблон:CDD
Файл:Uniform polyhedron-43-s012.png
sC
sO
Шаблон:CDD
dual join needle kis ortho medial gyro
Файл:Uniform polyhedron-43-t2.png
dC
O
Шаблон:CDD
Файл:Rhombicdodecahedron.jpg
jC
jO
Шаблон:CDD
Файл:Triakisoctahedron.jpg
dtC = kdC
kO
Шаблон:CDD
Файл:Tetrakishexahedron.jpg
kC
dtO
Шаблон:CDD
Файл:Deltoidalicositetrahedron.jpg
oC
oO
Шаблон:CDD
Файл:Disdyakisdodecahedron.jpg
dtaC = mC
mO
Шаблон:CDD
Файл:Pentagonalicositetrahedronccw.jpg
gC
gO
Шаблон:CDD

Усечённый икосаэдр, tI или zD, являющийся Шаблон:Не переведено 5 G(2,0), создаёт дополнительные многогранники, которые ни вершинно-, ни гранетранзитивны.

Усечённый икосаэдр в качестве затравки
«затравка» ambo truncate zip extension bevel snub
Файл:Uniform polyhedron-53-t12.png
zD
tI Шаблон:Wayback
Файл:Rectified truncated icosahedron.png
azI
atI Шаблон:Wayback
Файл:Truncated truncated icosahedron.png
tzD
ttI Шаблон:Wayback
Файл:Conway polyhedron Dk6k5tI.png
tdzD
tdtI Шаблон:Wayback
Файл:Expanded truncated icosahedron.png
aazD = ezD
aatI = etI Шаблон:Wayback
Файл:Truncated rectified truncated icosahedron.png
bzD
btI Шаблон:Wayback
Файл:Snub rectified truncated icosahedron.png
szD
stI Шаблон:Wayback
dual join needle kis ortho medial gyro
Файл:Pentakisdodecahedron.jpg
dzD
dtI Шаблон:Wayback
Файл:Joined truncated icosahedron.png
jzD
jtI Шаблон:Wayback
Файл:Kissed kissed dodecahedron.png
kdzD
kdtI Шаблон:Wayback
Файл:Conway polyhedron K6k5tI.png
kzD
ktI Шаблон:Wayback
Файл:Ortho truncated icosahedron.png
ozD
otI Шаблон:Wayback
Файл:Meta truncated icosahedron.png
mzD
mtI Шаблон:Wayback
Файл:Gyro truncated icosahedron.png
gzD
gtI Шаблон:Wayback

Геометрические координаты производных форм

В общем случае затравка может считаться замощением поверхности. Поскольку операторы представляют топологические операции, то точные положения вершин производных форм в общем случае не определены. Выпуклые правильные многогранники в качестве затравки могут рассматриваться как замощения сферы, а потому производные многогранники можно рассматривать как расположенные на сфере. Подобно правильным мозаикам на плоскости, таким как шестиугольный паркет, эти многогранники на сфере могут выступать в качестве затравки для производных мозаик. Невыпуклые многогранники могут стать затравками, если связанные топологические поверхности определяются для ограничения положения вершин. Например, тороидальные многогранники могут произвести другие многогранники с точками на той же торической поверхности.

Пример: Затравка в виде додекаэдра как сферическая мозаика
Файл:Uniform tiling 532-t0.png
D
Файл:Uniform tiling 532-t01.png
tD
Файл:Uniform tiling 532-t1.png
aD
Файл:Uniform tiling 532-t12.png
zD = dkD
Файл:Uniform tiling 532-t02.png
eD
Файл:Uniform tiling 532-t012.png
bD = taD
Файл:Spherical snub dodecahedron.png
sD
Файл:Uniform tiling 532-t2.png
dD
Файл:Spherical triakis icosahedron.png
nD = dtD
Файл:Spherical rhombic triacontahedron.png
jD = daD
Файл:Spherical pentakis dodecahedron.png
kD = dtdD
Файл:Spherical deltoidal hexecontahedron.png
oD = deD
Файл:Spherical disdyakis triacontahedron.png
mD = dtaD
Файл:Spherical pentagonal hexecontahedron.png
gD
Пример: Затравка в виде евклидовой шестиугольной мозаики (H)
Файл:Uniform tiling 63-t0.png
H
Файл:Uniform tiling 63-t01.png
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Uniform tiling 63-t1.png
aH
Файл:Uniform tiling 63-t12.png
tdH = H
Файл:Uniform tiling 63-t02.png
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Uniform tiling 63-t012.png
Шаблон:Не переведено 5 = taH
Файл:Uniform tiling 63-snub.png
sH
Файл:Uniform tiling 63-t2.png
dH
Файл:Tiling Dual Semiregular V3-12-12 Triakis Triangular.svg
nH = dtH
Файл:Tiling Dual Semiregular V3-6-3-6 Quasiregular Rhombic.svg
jH = daH
Файл:Uniform tiling 63-t2.png
dtdH = kH
Файл:Tiling Dual Semiregular V3-4-6-4 Deltoidal Trihexagonal.svg
Шаблон:Не переведено 5 = deH
Файл:Tiling Dual Semiregular V4-6-12 Bisected Hexagonal.svg
mH = dtaH
Файл:Tiling Dual Semiregular V3-3-3-3-6 Floret Pentagonal.svg
gH = dsH

Производные операции

Смешение двух и более базовых операций приводит к широкому разнообразию форм. Имеется много других производных операций. Например, смешение двух ambo, kis или expand операций вместе с операциями dual. Использование альтернативных операторов наподобие join, truncate, ortho, bevel и medial может упростить имена и удалить операторы dual. Общее число рёбер производных операций можно вычислить через мультипликаторы каждого отдельного оператора.

Оператор(ы) d a
j
k, t
n, z
e
o
g
s
a&k a&e k&k k&e
k&a2
e&e
рёберный мультипликатор 1 2 3 4 5 6 8 9 12 16
Уникальных производных операторов 8 2 8 10 2

Операции в таблице показаны для куба (в качестве примера затравки) и нарисованы на поверхности куба. Голубые грани пересекают исходные рёбра, а розовые грани соответствуют исходным вершинам.

Производные операции
Оператор Пример Название Альтернативное
построение
вершины рёбра грани Описание
Файл:Conway C.png Затравка v e f Исходный многогранник
at Файл:Conway atC.png akd
3e 6e v+2e+f Операция ambo после truncate
jk Файл:Conway quadstar.png dak v+2e+f 6e 3e Операция join после kis. Подобна ortho, за исключением того, что новые квадратные грани вставляются на место исходных рёбер
ak Файл:Conway quadstar-dual.png dajd 3e 6e v+2e+f Операция ambo после kis. Подобна expand, за исключением того, что новые вершины добавляются на исходные рёбра, образуя два треугольника.
jt Файл:Conway datC.png dakd = dat v+2e+f 6e 3e Операция join после truncate. Двойственный многогранник к полученному после операций truncate, затем ambo
tj Файл:Conway dkaC.png dka 4e 6e v+e+f truncate join
ka Файл:Conway kaC.png v+e+f 6e 4e kis ambo
ea or ae Файл:Conway aaaC.png aaa 4e 8e v+3e+f расширенная операция ambo, тройная операция ambo
oa or je Файл:Conway daaaC.png daaa = jjj v+3e+f 8e 4e Операция ortho после ambo, тройная операция join
x=kt Файл:Conway ktC.png exalt kdkd
dtkd
v+e+f 9e 7e Операции kis truncate, триангуляция, деление рёбер на 3 части и добавление новых вершин в центр исходных граней.
Операция преобразует Шаблон:Не переведено 5 (a,b) в (3a,3b).
y=tk Файл:Conway tkC.png yank dkdk
dktd
v+e+f 9e 7e Операции truncate kis, расширение шестиугольниками вокруг каждого ребра
Операция преобразует Шаблон:Не переведено 5 G(a,b) в G(3a,3b).
nk Файл:Conway dtkC.png kdk = dtk = ktd 7e 9e v+e+f needled kis
tn Файл:Conway dktC.png dkdkd = dkt = tkd 7e 9e v+e+f truncate needle
tt Файл:Conway ttC.png dkkd 7e 9e v+e+f двойная операция truncate
kk Файл:Conway kkC.png dttd v+2e+f 9e 6e двойная операция kis
nt Файл:Conway dttC.png kkd = dtt v+e+f 9e 7e needle truncate
tz Файл:Conway dkkC.png dkk = ttd 6e 9e v+2e+f truncate zip
ke Файл:Conway keC.png kaa v+3e+f 12e 8e Kis expand
to Файл:Conway dkeC.png dkaa 8e 12e v+3e+f truncate ortho
ek Файл:Conway ekC.png aak 6e 12e v+5e+f expand kis
ok Файл:Conway dekC.png daak = dek v+5e+f 12e 6e ortho kis
et Файл:Conway etC.png aadkd 6e 12e v+5e+f расширенная операция truncate
ot Файл:Conway otC.png daadkd = det v+5e+f 12e 6e ortho truncate
te or ba Файл:Conway teC.png dkdaa 8e 12e v+3e+f truncate expand
ko or ma Файл:Conway koC.png kdaa = dte
ma = mj
v+3e+f 12e 8e kis ortho
ab or am Файл:Conway amC.png aka = ata 6e 12e v+5e+f ambo bevel
jb or jm Файл:Conway jmC.png daka = data v+5e+f 12e 6e joined bevel
ee Файл:Conway eeC.png aaaa v+7e+f 16e 8e double-expand
oo Файл:Conway deeC.png daaaa = dee 8e 16e v+7e+f double-ortho

Хиральные производные операции

Имеются другие производные операции, если используется gyro с операциями ambo, kis или expand и до трёх операций dual.

Оператор(ы) d a k e g a&g k&g e&g g&g
мультипликатор рёбер 1 2 3 4 5 10 15 20 25
Уникальных производных операторов 4 8 4 2
Хиральные порождённые операции
Оператор Пример Название Построение вершин рёбер граней Описание
Файл:Conway C.png Затравка v e f Исходный многогранник
ag Файл:Conway agC.png as
djsd = djs
v+4e+f 10e 5e ambo gyro
jg Файл:Conway dagC.png dag = js
dasd = das
5e 10e v+4e+f joined gyro
ga Файл:Conway gaC.png gj
dsjd = dsj
v+5e+f 10e 4e gyro ambo
sa Файл:Conway dgaC.png dga = sj
dgjd = dgj
4e 10e v+5e+f snub ambo
kg Файл:Conway kgC.png dtsd = dts v+4e+f 15e 10e kis gyro
ts dkgd = dkg 10e 15e v+4e+f truncated snub
gk dstd v+8e+f 15e 6e gyro kis
st dgkd 6e 15e v+8e+f snub truncation
sk dgtd v+8e+f 15e 6e snub kis
gt dskd 6e 15e v+8e+f gyro truncation
ks Файл:Conway ksC.png kdg
dtgd = dtg
v+4e+f 15e 10e kis snub
tg dkdg
dksd
10e 15e v+4e+f truncated gyro
eg es
aag
v+9e+f 20e 10e expanded gyro
og os
daagd = daag
10e 20e v+9e+f expanded snub
ge go
gaa
v+11e+f 20e 8e gyro expand
se so
dgaad = dgaa
8e 20e v+11e+f snub expand
gg Файл:Conway ggC.png gs
dssd = dss
v+14e+f 25e 10e double-gyro
ss sg
dggd = dgg
10e 25e v+14e+f double-snub

Расширенные операторы

Эти расширенные операторы нельзя создать в общем виде с помощью выше перечисленных базовых операций. Некоторые операторы могут быть созданы как частные случаи с k и t операторами, но применённые к определённым граням и вершинам. Например, куб со снятой фаской, cC, может быть построен как t4daC, как ромбододекаэдр, daC или jC с усечёнными вершинами валентности 4. Поднятый куб lC — это то же самое, что t4kC, квинтододекаэдр qD можно построить как t5daaD, t5deD или t5oD, a дельтоидальный гексеконтаэдр можно построить как deD или oD с усечением вершин с валентностью 5.

Некоторые расширенные операторы образуют последовательность и даны с последующим числом. Например, ortho делит квадратную грань на 4 квадрата, а o3 может делить на 9 квадратов. o3 является уникальным построением, в то время как o4 можно получить как oo, оператор ortho, применённый дважды. Оператор loft может включать индекс подобно оператору kis, чтобы ограничить применение на грани с указанным числом сторон.

Операция chamfer (снятие фаски) создаёт Шаблон:Не переведено 5 G(2,0) с новыми шестиугольниками между исходными гранями. Последовательные операции chamfer создают G(2n,0).

Расширенные операции
Оператор Пример Название Альтернативное
построение
вершин рёбер граней Описание
Файл:Conway C.png Затравка v e f Исходный многогранник
c (от chamfer) Файл:Conway cC.png chamfer dud v + 2e  4e f + e Усечение рёбер.
Вместо рёбер вставляются новые шестиугольные грани.
Шаблон:Не переведено 5 (0,2)
- Файл:Conway dcC.png - dc f + e 4e v + 2e Операция dual после chamfer
u Файл:Conway uC.png subdivide dcd v+e 4e f+2e Операция ambo, пока сохраняются исходные вершины
Операция аналогична Шаблон:Не переведено 5 для треугольных граней
- Файл:Conway duC.png cd f+2e 4e v+e Операция dual после subdivide
l
ln
Файл:Conway lC.png loft v+2e  5e f+2e Расширение каждой грани призмой, добавление меньшей копии каждой грани с трапециями между внутренней и внешней гранью.
Файл:Conway dlC.png dl
dln
f+2e  5e v+2e Операция dual после loft
Файл:Conway ldC.png ld
lnd
f+2e  5e v+2e Операция loft после dual
Файл:Conway dldC.png dld
dlnd
v+2e  5e f+2e Операция, сопряжённая с loft
Файл:Conway dL0C.png dL0 f+3e 6e v+2e Операция dual после joined-lace
Файл:Conway L0dC.png L0d f+2e 6e v+3e Операция joined-lace после dual
Файл:Conway dL0d.png dL0d v+3e 6e f+2e Операция, сопряжённая с joined-lace
q Файл:Conway truncorthoC.png quinto v+3e 6e f+2e Операция ortho с последующим усечением вершин, находящихся в центре исходных граней.
Операция создаёт 2 новых пятиугольника для каждого исходного ребра.
- Файл:Conway dqC.png dq f+2e 6e v+3e Операция dual после quinto
Файл:Conway qdC.png qd v+2e 6e f+3e Операция quinto после dual
- Файл:Conway dqdC.png dqd f+3e 6e v+2e Операция, сопряжённая с quinto
L0 Файл:Conway L0C.png joined-lace v+2e 6e f+3e Аналогична операции lace, но с новыми четырёхугольными гранями на месте исходных рёбер
L
Ln
Файл:Conway LC.png Lace v+2e 7e f+4e Расширение каждой грани антипризмой, добавление повёрнутой меньшей копии каждой грани с треугольниками между старой и новой гранями.
Индекс может быть добавлен для ограничения операции на грани с указанным числом сторон.
Файл:Conway dLC.png dL
dLn
f+4e 7e v+2e Оператор dual после laced
Файл:Conway unknown operator on C.png Ld
Ldn
f+2e 7e v+4e Оператор lace после dual
Файл:Conway dLdC.png dLd
dLnd
v+4e 7e f+2e Последовательность операций dual, lace, dual
K
Kn
Файл:Conway KC.png staKe v+2e+f 7e 4e Подразделение граней с центральными чётырёхугольниками и треугольниками.
Может быть добавлен индекс для ограничения операции на грани с определённым числом сторон.
Файл:Conway dKC.png dK
dKn
4e 7e v+2e+f Операция dual после stake
Файл:Conway KdC.png Kd v+2e+f 7e 4e Операция stake после dual
Файл:Conway dKdC.png dKd 4e 7e v+2e+f Операция, сопряжённая со stake
M3 Файл:Conway MC.png edge-medial-3 v+2e+f 7e 4e Операция подобна m3, но не добавляются диагональные рёбра
Файл:Conway dMC.png dM3 4e 7e v+2e+f Операция dual после edge-medial-3
Файл:Conway MdC.png M3d v+2e+f 7e 4e Операция edge-medial-3 после dual
Файл:Conway dMdC.png dM3d 4e 7e v+2e+f Операция, сопряжённая с edge-medial-3
M0 Файл:Conway (kk)0C.png joined-medial v+2e+f 8e 5e Операция подобна medial, но с добавлением ромбических граней на месте исходных рёбер.
Файл:Conway d(kk)0C.png dM0 v+2e+f 8e 5e Операция dual после joined-medial
Файл:Conway d(kk)0dC.png M0d v+2e+f 8e 5e Операция joined-medial после dual
Файл:Conway (kk)0dC.png dM0d 5e 8e v+2e+f Операция, сопряжённая с joined-medial
m3 Файл:Conway m3C.png medial-3 v+2e+f 9e 7e Триангуляция с добавлением двух вершин на каждое ребро и одной вершины в центре каждой грани.
b3 Файл:Conway b3C.png bevel-3 dm3 7e 9e v+2e+f Операция dual после medial-3
Файл:Conway m3dC.png m3d 7e 9e v+2e+f Операция medial-3 после dual
Файл:Conway dm3dC.png dm3d v+2e+f 9e 7e Операция, сопряжённая с medial-3
o3 Файл:Conway o3C.png ortho-3 de3 v+4e 9e f+4e Оператор ortho с делением рёбер на 3
e3 Файл:Conway e3C.png expand-3 do3 f+4e 9e v+4e Оператор expand с делением рёбер на 3
X Файл:Conway XC.png cross v+f+3e 10e 6e Комбинация операций kis и subdivide. Исходные рёбра делятся пополам и образуются треугольные и четырёхугольные грани.
Файл:Conway dXC.png dX 6e 10e v+f+3e Операция dual после cross
Файл:Conway XdC.png Xd 6e 10e v+f+3e Операция cross после dual
Файл:Conway dXdC.png dXd v+f+3e 10e 6e Операция, сопряжённая с cross
m4 Файл:Conway m4C.png medial-4 v+3e+f 12e 8e Триангуляция с добавлением 3 вершин на каждое ребро и вершины в центр каждой грани.
u5 Файл:Conway u5C.png subdivide-5 v+8e 25e f+16e Рёбра делятся на 5 частей
Этот оператор делит рёбра и грани так, что образуется 6 треугольников вокруг каждой новой вершины.

Расширенные хиральные операторы

Эти операторы нельзя создать в общем виде из перечисленных выше базовых операций. Художник-геометр Шаблон:Не переведено 5 создал операцию, которую он назвал пропеллер.

  • p – «propeller» = пропеллер (оператор вращения, создающий четырёхугольники на месте вершин). Эта операция самодвойственна: dpX=pdX.
Расширенные хиральные операции
Оператор Пример Название Альтернативное
построение
вершины рёбра грани Описание
Файл:Conway C.png «Затравка» v e f Исходный многогранник
p
rp=Шаблон:Overline
Файл:Conway pC.png propellor v + 2e 5e f + 2e Операция gyro, после которой выполняется ambo на вершинах в центрах исходных граней
- Файл:Conway dpC.png - dp = pd f + 2e 5e v + 2e Те же вершины, что и в gyro, но на месте исходных вершин образуются грани
- Файл:Conway bigsnub.png 4e 7e v+2e+f Операция подобна snub, но по периметру исходных граней идут пятиугольники, а не треугольники
- Файл:Conway dual-bigsnub.png - - v+2e+f 7e 4e
w=w2=w2,1
rw=Шаблон:Overline
Файл:Conway wC.png whirl v+4e 7e f+2e Операция gyro с последующим усечением вершин в центре исходных граней.
Операция создаёт 2 новых шестиугольника для каждого исходного ребра, Шаблон:Не переведено 5 (2,1)
Производный оператор wrw преобразует G(a,b) в G(7a,7b).
v
rv=Шаблон:Overline
Файл:Conway dwC.png volute dwd f+2e 7e v+4e Оператор dual после whirl, или snub с последующей операцией kis на исходных гранях.
Полученный оператор vrv преобразует геодезический многогранник (a,b) в (7a,7b).
g3
rg3=Шаблон:Overline
Файл:Conway g5C.png gyro-3 v+6e 11e f+4e Операция gyro создаёт 3 пятиугольника вдоль каждого исходного ребра
s3
rs3=Шаблон:Overline
Файл:Conway s5C.png snub-3 dg3d = dg3 f+4e 11e v+6e Операция dual после gyro-3, операция snub, делящая рёбра на 4 срединных треугольника и с треугольниками на месте исходных вершин
w3,1
rw3,1=Шаблон:Overline
Файл:Conway w3C.png whirl-3,1 v+8e 13e f+4e Операция создаёт 4 новых шестиугольника для каждого исходного ребра, Шаблон:Не переведено 5 (3,1)
w3=w3,2
rw3=Шаблон:Overline
Файл:Conway w3-2.png whirl-3,2 v+12e 19e f+6e Операция создаёт 12 новых шестиугольников для каждого исходного ребра, Шаблон:Не переведено 5 (3,2)

Операции, сохраняющие исходные рёбра

Эти операции расширения оставляют исходные рёбра и позволяют применять оператор к любому независимому подмножеству граней. Нотация Конвея поддерживает дополнительный индекс для этих операций, указывающий число сторон у вовлечённых в операцию граней.

Оператор kis cup acup loft lace stake kis-kis
Пример kC UC VC lC LC KC kkC
Рёбра 3e 4e-f4 5e-f4 5e 6e 7e 9e
Изображение
на кубе
Файл:Conway kC.png Файл:Conway cupola-C.png Файл:Conway semilace-C.png Файл:Conway lC.png Файл:Conway LC.png Файл:Conway KC.png Файл:Conway kkC.png
Расширение Пирамида Купол Антикупол Призма Антипризма

Операторы Коксетера

Операторы Коксетера/Шаблон:Не переведено 5 иногда полезны при смешении с операторами Конвея. Для ясности в нотации Конвея эти операции даны заглавными буквами. t-Нотация Коксетера определяет активные кружки как индексы диаграммы Коксетера — Дынкина. Таким образом, в таблице заглавная T с индексами 0,1,2 определяет однородные операторы из правильной затравки. Нулевой индекс представляет вершины, 1 представляет рёбра, а 2 представляет грани. При T = T0,1 это будет обычным усечением, а R = T1 является полным усечением, или операцией rectify, то же самое, что и оператор Конвея ambo. Например, r{4,3} или t1{4,3} является именем Коксетера для кубооктаэдра, а полноусечённый куб — это RC, то же самое, что ambo куб Конвея, aC.

Шаблон:-

Расширенные операции Коксетера
Оператор Пример Название Альтернативное
построение
вершины рёбра грани Описание
T0 Файл:Conway C.png, t0{4,3} «Затравка» v e f Seed form
R = T1 Файл:Conway aC.png, t1{4,3} rectify a e 2e f+v То же самое, что ambo, новые вершины добавляются в середине рёбер, а новые грани заменяют исходные вершины.
Все вершины имеют валентность 4.
T2 Файл:Conway dC.png, t2{4,3} dual
birectify
d f e v Операция dual для затравочного многогранника — каждая вершина создаёт новую грань
T = T0,1 Файл:Conway tC.png, t0,1{4,3} truncate t 2e 3e v+f Отсекаются все вершины.
T1,2 Файл:Conway dkC.png, t1,2{4,3} Шаблон:Не переведено 5 z = td 2e 3e v+f То же самое, что и zip
RR = T0,2 Файл:Conway eC.png, t0,2{4,3} cantellate aa=e 2e 4e v+e+f То же самое, что и expand
TR = T0,1,2 Файл:Conway bC.png, t0,1,2{4,3} Шаблон:Не переведено 5 ta 4e 6e v+e+f То же самое, что и bevel

Полуоператоры

Файл:Snubcubes in grCO.svg
плосконосый куб строится как одно из двух альтернирований усечённого кубооктаэдра. sr{4,3} = SRC = HTRC.
Файл:Conway f12taC2.png
Многогранники F1bC и F2bC не идентичны и могут сохранять в общем случае полную октаэдральную симметрию.

Оператор semi или demi Коксетера, H (от Half), уменьшает число сторон каждой грани вдвое, а четырёхугольные грани в двуугольники с двумя рёбрами, соединяющими две вершины, и эти два ребра могут быть заменены или не заменены одним ребром. Например, половинка куба, h{4,3}, полукуб, — это HC, представляющий один из двух тетраэдров. Ho сокращает ortho в ambo/Rectify.

Другие semi-операторы (полуоператоры) можно определить с использованием оператора H. Конвей называет оператор Snub (плосконосое усечение) Коксетера S, semi-snub (полуплосконосым усечением), определённым как Ht. Оператор snub s Конвея определяется как SR. Например, SRC — это плосконосый куб, sr{4,3}. Плосконосый октаэдр Коксетера, s{3,4} можно определить как SO, построение пиритоэдральной симметрии для правильного икосаэдра. Это также согласуется с определением правильной плосконосой квадратной антипризмой как SA4.

Оператор semi-gyro, G, определяется как dHt. Это позволяет определить оператор поворачивания Конвея g (gyro) как GR. Например, GRC — это gyro-куб, gC, или пентагональный икоситетраэдр. GO определяет пиритоэдр с пиритоэдральной симметрией, в то время как gT (gyro tetrahedron, гиротетраэдр) определяет тот же самый топологический многогранник с тетраэдральной симметрией.

Оба оператора S и G требуют, чтобы затравочный многогранник имел вершины чётной валентности. Во всех этих полуоператорах имеется два выбора для альтернации вершин для оператора half. Эти две конструкции в общем случае топологически не тождественны. Например, HjC определяет либо куб, либо октаэдр, в зависимости от того, какой набор вершин выбирается.

Другие операторы применимы только к многогранникам с гранями, имеющими чётное число рёбер. Простейшим оператором является semi-join, который является сопряжённым с оператором half, dHd.

Оператор semi-ortho, F, сопряжён с semi-snub. Он добавляет вершину в центр грани и делит пополам все рёбра, но соединяет новыми рёбрами центр только с половиной рёбер, создавая тем самым новые шестиугольные грани. Исходные квадратные грани не требуют наличия центральной вершины, а требует только одно ребро через грань, создающее пару пятиугольников. Например, двенадцатигранник тетартоид может быть построен как FC.

Оператор semi-expand, E, определяется как Htd или Hz. Оператор создаёт треугольные грани. Например, EC создаёт построение с пироэдральной симметрией Шаблон:Не переведено 5.

Шаблон:-

Полуоператоры на многогранниках с гранями, имеющими чётное число сторон
Оператор Пример
(Затравка — куб)
Название Альтернативное
построение
вершин рёбер граней Описание
H = H1
H2
Файл:Conway hC.png Файл:Conway h1C.png semi-ambo
Half
1 и 2
v/2 e-f4 f-f4+v/2 Шаблон:Не переведено 5, удаление половины вершин.
Четырёхугольные грани (f4) редуцируются до одиночных рёбер.
I = I1
I2
Файл:Conway semiT1C.png Файл:Conway semiT2C.png semi-truncate
1 и 2
v/2+e 2e f+v/2 Усекает каждую вторую вершину
Файл:Conway semiN1C.png Файл:Conway semiN2C.png semi-needle
1 и 2
dI v/2+f 2e e+v/2 Операция needle каждой второй вершины
F = F1
F2
Файл:Conway f1C.png Файл:Conway f2C.png semi-ortho
Flex
1 и 2
dHtd = dHz
dSd
v+e+f-f4 3e-f4 e Операция dual после semi-expand — создаются новые вершины на рёбрах и в центрах граней, 2n-угольники делятся на n шестиугольников, четырёхугольные грани (f4) не будут содержать центральной вершины, так что образуется две пятиугольные грани.
E = E1
E2
Файл:Conway E1C.png Файл:Conway E2C.png semi-expand
Eco
1 и 2
Htd = Hz
dF = Sd
dGd
e 3e-f4 v+e+f-f4 Операция dual после semi-ortho — создаются новые треугольные грани. Исходные грани заменяются многоугольниками с половиной сторон, четырёхугольники (f4) при этом редуцируются до одиночных рёбер.
U = U1
U2
Файл:Conway cupola-C.png Файл:Conway cupola2-C.png semi-lace
CUp
1 и 2
v+e 4e-f4 2e+f-f4 Наращение граней куполами.
V = V1
V2
Файл:Conway semilace-C.png Файл:Conway semilace2-C.png semi-lace
Anticup
3 и 4
v+e 5e-f4 3e+f-f4 Наращение граней антикуполами
Файл:Conway semiM1C.png Файл:Conway semiM2C.png semi-medial
1 и 2
XdH = XJd v+e+f 5e 3e Поочерёдная операция medial относительно диагоналей
Файл:Conway semiM3C.png Файл:Conway semiM4C.png semi-medial
3 и 4
v+e+f 5e 3e Поочерёдная операция medial относительно медиан (соединяющих середины противоположных сторон)
Файл:Conway semiBC.png semi-bevel
1 и 2
dXdH = dXJd 3e 5e v+e+f Поочерёдная операция bevel относительно диагоналей
Файл:Conway semiB3C.png semi-bevel
3 и 4
3e 5e v+e+f Поочерёдная операция bevel относительно медиан
Полуоперации на многогранниках с вершинами чётной валентности
Оператор Пример
(Затравка — октаэдр)
Название Альтернативное
построение
вершин рёбер граней Описание
J = J1
J2
Файл:Conway dHdO.png Файл:Conway dHdO-2.png semi-join
1 и 2
dHd v-v4+f/2 e-v4 f/2 Оператор, сопряжённый с half, оператор join на чередующихся гранях.
4-валентные вершины (v4) редуцируются до 2-валентных и заменяются одним ребром.
Файл:Conway semiK2C.png Файл:Conway semiK1C.png semi-kis
1 и 2
dId v+f/2 2e f/2+e Операция kis на половине (поочерёдно, не соприкасающихся по ребру) граней
Файл:Conway semiZ.png semi-zip
1 и 2
Id f/2+e 2e v+f/2 Операция zip на половине граней
S = S1
S2
Файл:Conway SO.png Файл:Conway S2O.png semi-snub
1 и 2
Ht
dFd
v-v4+e 3e-v4 f+e Операция dual после semi-gyro — операция snub, вращение исходных граней с добавлением новых треугольных граней в получающиеся зазоры.
G = G1
G2
Файл:Conway GO.png Файл:Conway G2O.png semi-gyro
1 и 2
dHt
dS = Fd
dEd
f+e 3e-v4 v-v4+e Операция dual после semi-snub — создаются пятиугольные и шестиугольные грани вдоль исходных рёбер.
Файл:Conway semimedial-dO.png Файл:Conway semimedial2-dO.png semi-medial
1 и 2
XdHd = XJ 3e 5e v+e+f Операция medial на половине (не соприкасающихся ребром) граней
Файл:Conway sembevel-dO.png semi-bevel
1 и 2
dXdHd = dXJ v+e+f 5e 3e Операция bevel на половине (не соприкасающихся ребром) граней

Подразделения

Операция subdivision (подразделения) делит исходные рёбра на n новых рёбер, а внутренность граней заполняется треугольниками или другими многоугольниками.

Квадратное подразделение

Оператор ortho можно применить в серии степеней двойки четырёхугольных подразделений. Другие подразделения могут быть получены как результат факторизованных подразделений. Оператор propeller, применённый последовательно, даёт 5-орто подразделение. Если затравка имеет нечетырёхугольные грани, они остаются как уменьшенные копии для нечётных операторов ortho.

Примеры на кубе
Ortho o2=o o3 o4=o2 o5
=prp
o6=oo3 o7 o8=o3 o9=o32 o10=oo5
=oprp
Пример Файл:Conway C.png Файл:Conway oC.png Файл:Conway o3C.png Файл:Conway deeC.png Файл:Conway o5C.png Файл:Conway o6C.png Файл:Conway o7C.png Файл:Conway o8C.png Файл:Conway o9C.png Файл:Conway o10C.png
Вершины v v+e+f v+4e v+7e+f v+12e v+17e+f v+24e v+31e+f v+40e v+63e+f
Рёбра e 4e 9e 16e 25e 36e 49e 64e 81e 128e
Грани f 2e f+4e 8e f+12e 18e f+24e 32e f+40e 64e
Expand
(dual)
e2=e e3 e4=e2 e5
=dprp
e6=ee3 e7 e8=e3 e9=e32 e10=ee5
=doprp
Пример Файл:Conway C.png Файл:Conway eC.png Файл:Conway e3C.png Файл:Conway eeC.png

Хиральное шестиугольное подразделение

Оператор whirl создаёт Шаблон:Не переведено 5 G(2,1) с новыми шестиугольными гранями вокруг каждой исходной вершины. Две последовательные операции whirls создают G(3,5). В общем случае операция whirl может преобразовать G(a,b) в G(a+3b,2a-b) для a>b и тем же самым хиральным направлением. Если хиральные направления обратны, G(a,b) превращается в G(2a+3b,a-2b) при a>=2b и в G(3a+b,2b-a) при a<2b.

Операторы whirl-n образуют многогранники Голдберга (n,n-1) и могут быть определены путём деления рёбер затравочного многогранника на 2n-1 подрёбер.

Результат операции whirl-n и ей обратной образует (3n2-3n+1,0) Шаблон:Не переведено 5. wrw образует (7,0), w3rw3 образует (19,0), w4rw4 образует (37,0), w5rw5 образует (61,0), а w6rw6 образует (91,0). Результат двух операций whirl-n — это ((n-1)(3n-1),2n-1) или (3n2-4n+1,2n-1). Произведение wa на wb даёт (3ab-2(a+b)+1,a+b-1), а wa на обратный wb даёт (3ab-a-2b+1,a-b) для a≥b.

Произведение двух идентичных операторов whirl-n образует многогранник Голдберга ((n-1)(3n-1),2n-1). Произведение k-whirl и zip — это (3k-2,1).

Операторы whirl-n
Название Затравка Whirl Whirl-3 Whirl-4 Whirl-5 Whirl-6 Whirl-7 Whirl-8 Whirl-9 Whirl-10 Whirl-11 Whirl-12 Whirl-13 Whirl-14 Whirl-15 Whirl-16 Whirl-17 Whirl-18 Whirl-19 Whirl-20 Whirl-n
Оператор
(Состоавной)
- w=w2 w3 w4 w5 w6
wrw3,1
w7 w8
w3,1w3,1
w9
ww5,1
w10 w11 w12 w13
ww7,2
w14 w15 w16
ww9,2
w17
w3w6,1
w18 w19
w3,1w7,3
w20
ww11,3
wn
Шаблон:Не переведено 5 (1,0) (2,1) (3,2) (4,3) (5,4) (6,5) (7,6) (8,7) (9,8) (10,9) (11,10) (12,11) (13,12) (14,13) (15,14) (16,15) (17,16) (18,17) (19,18) (20,19) (n,n-1)
T
разложение
1 7 19 37 61 91
7×13
127 169
13×13
217
7×31
271 331 397 469
7×67
547 631 721
7×103
817
19×43
919 1027
13×79
1141
7×163
3n(n-1)+1
Пример Файл:Conway C.png Файл:Conway wC.png Файл:Conway w3-2.png Файл:Conway w4-3C.png Файл:Conway w5-4C.png Файл:Conway w6-5C.png Файл:Conway w7C.png Файл:Conway w8C.png Файл:Conway w9C.png
Вершина v v+4e v+12e v+24e v+40e v+60e v+84e v+112e v+144e v+180e v+220e v+264e v+312e v+364e v+420e v+480e v+544e v+612e v+684e v+760e v+2n(n-1)e
Рёбра e 7e 19e 37e 61e 91e 127e 169e 217e 271e 331e 397e 469e 547e 631e 721e 817e 919e 1027e 1141e e+3n(n-1)e
Грани f f+2e f+6e f+12e f+20e f+30e f+42e f+56e f+72e f+90e f+110e f+132e f+156e f+182e f+210e f+240e f+272e f+306e f+342e f+380e f+n(n-1)e
wnwn (1,0) (5,3) (16,5) (33,7) (56,9) (85,11) (120,13) (161,15) (208,17) (261,19) (320,21) (385,23) (456,25) (533,27) (616,29) (705,31) (800,33) (901,35) (1008,37) (1121,39) ((n-1)(3n-1),2n-1)
wnrwn (1,0) (7,0) (19,0) (37,0) (61,0) (91,0) (127,0) (169,0) (217,0) (271,0) (331,0) (397,0) (469,0) (547,0) (631,0) (721,0) (817,0) (919,0) (1027,0) (1141,0) (1+3n(n-1),0)
wnz (1,1) (4,1) (7,1) (10,1) (13,1) (16,1) (19,1) (22,1) (25,1) (28,1) (31,1) (34,1) (37,1) (40,1) (43,1) (46,1) (49,1) (52,1) (55,1) (58,1) (3n-2,1)

Триангулированное подразделение

Файл:Conway generalized subdivision square.png
Триангулированные подразделения u1 to u6 на квадратной грани, повторяя структуру через каждые 3 шага с новыми уровнями треугольников

Операция un делит грани на треугольники путём деления каждого ребра на n частей, называемой n-частотным подразделением Шаблон:Не переведено 5 Бакминстера ФуллераШаблон:Sfn.

Операторы Конвея на многогранниках могут построить многие из этих подразделений.

Если все исходные грани являются треугольниками, новые многогранники будут также иметь все грани в виде треугольников, и на месте исходных граней создаются треугольные мозаики. Если исходные многогранники имеют грани с бо́льшим числом сторон, все новые грани не обязательно будут треугольниками. В таких случаях к многограннику сначала можно применить операцию kis с новыми вершинами в центре каждой грани.

Примеры подразделений на кубе
Оператор u1 u2
=u
u3
=x
u4
=uu
u5 u6
=ux
u7
=vrv
u8
=uuu
u9
=xx
Пример Файл:Conway C.png Файл:Conway uC.png Файл:Conway ktC.png Файл:Conway u4C.png Файл:Conway u5C.png Файл:Conway u6C.png Файл:Conway u7.png Файл:Conway u8C.png Файл:Conway u9C.png
Обозначение
Конвея
C Шаблон:Wayback uC Шаблон:Wayback xC Шаблон:Wayback uuC Шаблон:Wayback u5C uxC Шаблон:Wayback vrvC Шаблон:Wayback uuuC Шаблон:Wayback xxC Шаблон:Wayback
Вершины v v+e v+e+f v+4e v+8e v+11e+f v+16e v+21e v+26e+f
Рёбра e 4e 9e 16e 25e 36e 49e 64e 81e
Грани f f+2e 7e f+8e f+16e 24e f+32e f+42e 54e
Полная триангуляция
Оператор u1k u2k
=uk
u3k
=xk
u4k
=uuk
u5k u6k
=uxk
u7k
=vrvk
u8k
=uuuk
u9k
=xxk
Пример Файл:Conway kC.png Файл:Conway u2kC.png Файл:Conway u3kC.png Файл:Conway u4kC.png Файл:Conway u5kC.png Файл:Conway u6kC.png Файл:Conway u7kC.png Файл:Conway u8kC.png Файл:Conway u9kC.png
Конвей kC Шаблон:Wayback ukC Шаблон:Wayback xkC Шаблон:Wayback uukC Шаблон:Wayback u5kC uxkC Шаблон:Wayback vrvkC Шаблон:Wayback uuukC Шаблон:Wayback xxkC Шаблон:Wayback
Двойственный
Голдберга
{3,n+}1,1 {3,n+}2,2 {3,n+}3,3 {3,n+}4,4 {3,n+}5,5 {3,n+}6,6 {3,n+}7,7 {3,n+}8,8 {3,n+}9,9

Геодезические многогранники

Шаблон:См. также

Операции Конвея могут дублировать некоторые многогранники Голдберга и двойственные геодезическим многогранникам. Число вершин, рёбер и граней Шаблон:Не переведено 5 G(m,n) можно вычислить исходя из m и n и число новых треугольников в каждом исходном треугольнике вычисляется по формуле T = m2 + mn + n2 = (m + n)2 − mn. Построения (m,0) и (m,m) перечислены ниже обозначения операций Конвея.

Класс I

Для двойственных многогранников Голдберга оператор uk определяется здесь как деление граней с подразделением рёбер на k частей. При этом оператор Конвея u = u2, а его сопряжённый оператор dud является оператором chamfer, c. Этот оператор используется в компьютерной графике, в Шаблон:Не переведено 5. Оператор u3 задаётся оператором Конвея kt=x, а его сопряжённый оператор y=dxd=tk. Произведение двух whirl операторов с обращением хиральности, wrw или wШаблон:Overline, даёт 7-подразделение в виде Шаблон:Не переведено 5 G(7,0), так что u7=vrv. Более мелкие подразделения и операции whirl в хиральных парах могут построить дополнительные формы класса I. Операция w(3,1)rw(3,1) даёт многогранник Голдберга G(13,0). Операция w(3,2)rw(3,2) даёт G(19,0).

Class I: Операции подразделения на икосаэдре как геодезические многогранники
(m,0) (1,0) (2,0) (3,0) (4,0) (5,0) (6,0) (7,0) (8,0) (9,0) (10,0) (11,0) (12,0) (13,0) (14,0) (15,0) (16,0)
T 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 169 196 225 256
Операция
Составной
u1 u2=u
=dcd
u3=x
=kt
u4
=u22
=dccd
u5 u6=u2u3
=dctkd
u7
=vШаблон:Overline
=dwrwd
u8=u23
=dcccd
u9=u32
=ktkt
u10=u2u5 u11 u12=u22u3
=dccdkt
u13
v3,1Шаблон:Overline
u14=u2u7
=uvШаблон:Overline
=dcwrwd
u15= u3u5
=u5x
u16=u24
=dccccd
Треугольная
грань
Файл:Subdivided triangle 01 00.svg Файл:Subdivided triangle 02 00.svg Файл:Subdivided triangle 03 00.svg Файл:Subdivided triangle 04 00.svg Файл:Subdivided triangle 05 00.svg Файл:Subdivided triangle 06 00.svg Файл:Subdivided triangle 07 00.svg Файл:Subdivided triangle 08 00.svg Файл:Subdivided triangle 09 00.svg Файл:Subdivided triangle 10 00.svg Файл:Subdivided triangle 11 00.svg Файл:Subdivided triangle 12 00.svg Файл:Subdivided triangle 13 00.svg Файл:Subdivided triangle 14 00.svg Файл:Subdivided triangle 15 00.svg Файл:Subdivided triangle 16 00.svg
Икосаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Uniform polyhedron-53-t2.png
I Шаблон:Wayback
{3,5+}1,0
Файл:Pentakis icosidodecahedron.png
uI=k5aI Шаблон:Wayback
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron K6k5tI.png
xI=ktI Шаблон:Wayback
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron k6k5at5daD.png
u2I Шаблон:Wayback
{3,5+}4,0
Файл:Icosahedron subdivision5.png
 
{3,5+}5,0
Файл:Conway polyhedron kdkt5daD.png
uxI Шаблон:Wayback
{3,5+}6,0
Файл:Conway dwrwD.png
vrvI Шаблон:Wayback
{3,5+}7,0
Файл:Conway dcccD.png
u3I Шаблон:Wayback
{3,5+}8,0
Файл:Conway ktktI.png
x2I Шаблон:Wayback
{3,5+}9,0
Файл:10-subdivided icosahedron.png
 
{3,5+}10,0
Файл:11-subdivided icosahedron.png
 
{3,5+}11,0
Файл:Conway dcctkD.png
u2xI Шаблон:Wayback
{3,5+}12,0
Файл:13-subdivided icosahedron.png
 
{3,5+}13,0
Файл:Conway dcwrwdI.png
uvrvI Шаблон:Wayback
{3,5+}14,0
Файл:15-subdivided icosahedron.png
 
{3,5+}15,0
Файл:Conway dccccD.png
u4I Шаблон:Wayback
{3,5+}16,0
Двойственный оператор c y
=tk
cc c5 cy
=ctk
wШаблон:Overline
=wrw
ccc y2
=tktk
cc5 c11 ccy
=cctk
w3,1Шаблон:Overline cwШаблон:Overline
=cwrw
c5y cccc
Додекаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Uniform polyhedron-53-t0.png
D Шаблон:Wayback
{5+,3}1,0
Файл:Truncated rhombic triacontahedron.png
cD Шаблон:Wayback
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron Dk6k5tI.png
yD Шаблон:Wayback
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron dk6k5at5daD.png
ccD Шаблон:Wayback
{5+,3}4,0
Файл:Goldberg polyhedron 5 0.png
c3D
{5+,3}5,0
Файл:Conway polyhedron tkt5daD.png
cyD Шаблон:Wayback
{5+,3}6,0
Файл:Goldberg polyhedron 7 0.png
wrwD Шаблон:Wayback
{5+,3}7,0
Файл:Conway polyhedron dk6k5adk6k5at5daD.png
cccD Шаблон:Wayback
{5+,3}8,0
Файл:Conway tdtdtkD.png
y2D Шаблон:Wayback
{5+,3}9,0
Файл:Goldberg polyhedron 20-0.png
cc5D
{5+,3}10,0
Файл:Goldberg polyhedron 11 0.png
c11D
{5+,3}11,0
Файл:Conway polyhedron dk5k6adk5k6adktI.png
ccyD Шаблон:Wayback
{5+,3}12,0
Файл:Goldberg polyhedron 13-0.png
w3,1rw3,1D
{5+,3}13,0
Файл:Conway cwrwdI.png
cwrwD Шаблон:Wayback
{5+,3}14,0
Файл:Goldberg polyhedron 15 0.png
c5yD
{5+,3}15,0
Файл:Chamfered chamfered chamfered chamfered dodecahedron.png
ccccD Шаблон:Wayback
G{5+,3}16,0
Класс II

Может быть определено также ортогональное подразделение, используя оператор n=kd. Оператор преобразует Шаблон:Не переведено 5 (a,b) в (a+2b,a-b) для a>b. Он преобразует (a,0) в (a,a), а (a,a) в (3a,0). Оператор z=dk делает то же самое для многогранников Голдберга.

Класс II: Операции ортогонального подразделения
(m,m) (1,1) (2,2) (3,3) (4,4) (5,5) (6,6) (7,7) (8,8) (9,9) (10,10) (11,11) (12,12) (13,13) (14,14) (15,15) (16,16)
T=
m2×3
3
1×3
12
4×3
27
3×3
48
24×3
75
25×3
108
36×3
147
49×3
192
64×3
243
81×3
300
100×3
363
121×3
432
144×3
507
169×3
588
196×3
675
225×3
768
256×3
Операция u1n
n
=kd
u2n
=un
=dct
u3n
=xn
=ktkd
u4n
=u22n
=dcct
u5n u6n
=u2=u3n
=dctkt
u7n
=vШаблон:Overlinen
=dwrwt
u8n
=u23n
=dccct
u9n
=u32n
=ktktkd
u10n
=u2u5n
u11n u12n
=u22u3n
=dcctkt
u13n u14n
=u2u7n
=dcwrwt
u15n
=u3u5n
u16n
=u24n
=dcccct
Треугольная
грань
Файл:Subdivided triangle 01 01.svg Файл:Subdivided triangle 02 02.svg Файл:Subdivided triangle 03 03.svg Файл:Subdivided triangle 04 04.svg Файл:Subdivided triangle 05 05.svg Файл:Subdivided triangle 06 06.svg Файл:Subdivided triangle 07 07.svg Файл:Subdivided triangle 08 08.svg Файл:Subdivided triangle 09 09.svg Файл:Subdivided triangle 10 10.svg Файл:Subdivided triangle 11 11.svg Файл:Subdivided triangle 12 12.svg Файл:Subdivided triangle 13 13.svg Файл:Subdivided triangle 14 14.svg Файл:Subdivided triangle 15 15.svg Файл:Subdivided triangle 16 16.svg
Икосаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron kD.png
nI Шаблон:Wayback
{3,5+}1,1
Файл:Conway polyhedron kt5daD.png
unI Шаблон:Wayback
{3,5+}2,2
Файл:Conway polyhedron kdktI.png
xnI Шаблон:Wayback
{3,5+}3,3
Файл:Conway polyhedron k5k6akdk5aD.png
u2nI Шаблон:Wayback
{3,5+}4,4
Файл:Conway u5zI.png
 
{3,5+}5,5
Файл:Conway polyhedron kdkt5daD.png
uxnI Шаблон:Wayback
{3,5+}6,6
Файл:Conway dwrwtI.png
vrvnI Шаблон:Wayback
{3,5+}7,7
Файл:Conway dccctI.png
u3nI Шаблон:Wayback
{3,5+}8,8
Файл:Conway ktktkdI.png
x2nI Шаблон:Wayback
{3,5+}9,9

{3,5+}10,10

{3,5+}11,11
Файл:Conway dccdktkdI.png
u2xnI Шаблон:Wayback
{3,5+}12,12

{3,5+}13,13
Файл:Conway dcwrwtI.png
dcwrwdnI Шаблон:Wayback
{3,5+}14,14

{3,5+}15,15
Файл:Conway dcccctI.png
u4nI
{3,5+}16,16
Двойственный оператор z
=dk
cz
=cdk
yz
=tkdk
c2z
=ccdk
c5z cyz
=ctkdk
wШаблон:Overlinez
=wrwdk
c3z
=cccdk
y2z
=tktkdk
cc5z c11z c2yz
=c2tkdk
c13z cwШаблон:Overlinez
=cwrwdk
c3c5z c4z
=ccccdk
Додекаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Uniform polyhedron-53-t12.png
zD Шаблон:Wayback
{5+,3}1,1
Файл:Conway polyhedron dkt5daD.png
czD Шаблон:Wayback
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron dkdktI.png
yzD Шаблон:Wayback
{5+,3}3,3
Файл:Conway polyhedron dadkt5daD.png
cczD Шаблон:Wayback
{5+,3}4,4
Файл:Conway du5zI.png
 
{5+,3}5,5
Файл:Conway cyzD.png
cyzD Шаблон:Wayback
{5+,3}6,6
Файл:Conway wrwdkD.png
wrwzD Шаблон:Wayback
{5+,3}7,7
Файл:Conway cccdkD.png
c3zD Шаблон:Wayback
{5+,3}8,8
Файл:Conway tktkdkD.png
y2zD Шаблон:Wayback
{5+,3}9,9

{5+,3}10,10

G{5+,3}11,11
Файл:CctkdkD.png
ccyzD Шаблон:Wayback
{5+,3}12,12

{5+,3}13,13
Файл:Conway cwwdkD.png
cwrwzD Шаблон:Wayback
G{5+,3}14,14

{5+,3}15,15
Файл:Conway cccdkD.png
cccczD Шаблон:Wayback
{5+,3}16,16
Класс III

Большинство геодезических многогранников и двойственные к многогранникам Голдберга G(n,m) нельзя построить с помощью операторов, производных от операторов Конвея. Операция whirl создаёт Шаблон:Не переведено 5 G(2,1) с новыми шестиугольными гранями вокруг каждой исходной вершины, а n-whirl образует G(n,n-1). На формах с икосаэдральной симметрией t5g эквивалентен в этом случае whirl. Операция v (=volute = виток, оборот) представляет треугольное подразделение, двойственное whirl. На икосаэдральных формах операция может быть осуществлена с помощью производного оператора k5s, pentakis snub.

Две последовательные операции whirl создают G(3,5). В общем случае операция whirl может преобразовать G(a,b) в G(a+3b,2a-b) для a>b с тем же самым хиральным направлением. Если хиральное направление обратное, G(a,b) становится G(2a+3b,a-2b) для a>=2b, и G(3a+b,2b-a) для a<2b.

Класс III: Операции подразбиения на неравные части
Операция
Составная
v2,1
=v
v3,1 v3,2=v3 v4,1
=vn
v4,2
=vu
v5,1 v4,3=v4 v5,2
=v3n
v6,1 v6,2
=v3,1u
v5,3
=vv
v7,1
=v3n
v5,4=v5 v6,3
=vx
v7,2
T 7 13 19 21
7×3
28
7×4
31 37 39
13×3
43 52
13×4
49
7×7
57
19×3
61 63
9×7
67
Треугольная
грань
Файл:Subdivided triangle 02 01.svg Файл:Subdivided triangle 03 01.svg Файл:Subdivided triangle 03 02.svg Файл:Subdivided triangle 04 01.svg Файл:Subdivided triangle 04 02.svg Файл:Subdivided triangle 05 01.svg Файл:Subdivided triangle 04 03.svg Файл:Subdivided triangle 05 02.svg Файл:Subdivided triangle 06 01.svg Файл:Subdivided triangle 06 02.svg Файл:Subdivided triangle 07 01.svg Файл:Subdivided triangle 05 03.svg Файл:Subdivided triangle 05 04.svg Файл:Subdivided triangle 06 03.svg Файл:Subdivided triangle 07 02.svg
Икосаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5
Файл:Conway polyhedron K5sI.png
vI
{3,5+}2,1
Файл:Conway polyhedron u5I.png
v3,1I
{3,5+}3,1
Файл:Geodesic polyhedron 3 2.png
v3I
{3,5+}3,2
Файл:Conway polyhedron K5k6st.png
vnI Шаблон:Wayback
{3,5+}4,1
Файл:Geodesic polyhedron 4 2.png
vuI
{3,5+}4,2

{3,5+}5,1
Файл:Geodesic polyhedron 4 3.png
v4I
{3,5+}4,3
Файл:Geodesic polyhedron 5 2.png
v3nI
{3,5+}5,2

{3,5+}6,1
Файл:Geodesic polyhedron 6 2.png
v3,1uI
{3,5+}6,2
Файл:Conway dwwD.png
vvI
{3,5+}5,3
Файл:Geodesic polyhedron 7 1.png
v3nI
{3,5+}7,1
Файл:Geodesic polyhedron 5 4.png
v5I
{3,5+}5,4
Файл:Conway polyhedron dtkwdI.png
vxI Шаблон:Wayback
{3,5+}6,3

v7,2I
{3,5+}7,2
Оператор w w3,1 w3 wz wc w5,1 w4 w3,1z w6,1 w3,1c ww w3z w5 wy w7,2
Додекаэдр
Конвей
Файл:Conway polyhedron Dk5sI.png
wD Шаблон:Wayback
{5+,3}2,1
Файл:Goldberg polyhedron 3 1.png
w3,1D
{5+,3}3,1
Файл:Goldberg polyhedron 3 2.png
w3D
{5+,3}3,2
Файл:Conway polyhedron Dk5k6st.png
wzD Шаблон:Wayback
{5+,3}4,1
Файл:Goldberg polyhedron 4 2.png
wcD Шаблон:Wayback
{5+,3}4,2
Файл:Goldberg polyhedron 5 1.png
w5,1D
{5+,3}5,1
Файл:Goldberg polyhedron 4 3.png
w4D
{5+,3}4,3
Файл:Goldberg polyhedron 5 2.png
w3zD
{5+,3}5,2

{5+,3}6,1
Файл:Goldberg polyhedron 6 2.png
w3,1cD
{5+,3}6,2
Файл:Goldberg polyhedron 5 3.png
wwD Шаблон:Wayback
{5+,3}5,3
Файл:Goldberg polyhedron 7 1.png
w3zD
{5+,3}7,1
Файл:Goldberg polyhedron 5 4.png
w5D
{5+,3}5,4
Файл:Conway polyhedron tkwD.png
wyD Шаблон:Wayback
{5+,3}6,3

w7,2D
{5+,3}7,2
Другие операции класса III: Операции подразбиения на неравные части
Операция
Составная
v8,1 v6,4
=v3u
v7,3 v8,2
=wcz
v6,5=v6
=vrv3,1
v9,1
=vv3,1
v7,4 v8,3 v9,2 v7,5 v10,1
=v4n
v8,4
=vuu
v9,3
=v3,1x
v7,6=v7 v8,6
v4u
T 73 76
19×4
79 84
7×4×3
91
13×7
93 97 103 109 111
37×3
112
7×4×4
117
13×9
127 148
37×4
Треугольная
грань
Файл:Subdivided triangle 08 01.svg Файл:Subdivided triangle 06 04.svg Файл:Subdivided triangle 07 03.svg Файл:Subdivided triangle 06 05.svg Файл:Subdivided triangle 08 02.svg Файл:Subdivided triangle 09 01.svg Файл:Subdivided triangle 07 04.svg Файл:Subdivided triangle 08 03.svg Файл:Subdivided triangle 09 02.svg Файл:Subdivided triangle 07 05.svg Файл:Subdivided triangle 10 01.svg Файл:Subdivided triangle 08 04.svg Файл:Subdivided triangle 09 03.svg Файл:Subdivided triangle 07 06.svg Файл:Subdivided triangle 08 06.svg
Икосаэдр
Конвей
Шаблон:Не переведено 5

v8,1I
{3,5+}8,1
Файл:Geodesic polyhedron 6 4.png
v3uI
{3,5+}6,4

v7,3I
{3,5+}7,3
Файл:Geodesic polyhedron 8 2.png
vunI
{3,5+}8,2
Файл:Geodesic polyhedron 6 5.png
vv3,1I
{3,5+}6,5
Файл:Geodesic polyhedron 9 1.png
vrv3,1I
{3,5+}9,1

v7,4I
{3,5+}7,4

v8,3I
{3,5+}8,3

v9,2I
{3,5+}9,2

v7,5I
{3,5+}7,5
Файл:Geodesic polyhedron 10 1.png
v4nI
{3,5+}10,1
Файл:Geodesic polyhedron 8 4.png
vuuI
{3,5+}8,4
Файл:Geodesic polyhedron 9 3.png
v3,1xI
{3,5+}9,3

v7I
{3,5+}7,6
Файл:Geodesic polyhedron 8 6.png
v4uI
{3,5+}8,6
Оператор w8,1 wrw3,1 w7,3 w3,1c wcz w3,1w w7,4 w8,3 w9,2 w7,5 w4z wcc w3,1y w7 w4c
Додекаэдр
Конвей

w8,1D
{5+,3}8,1
Файл:Goldberg polyhedron 6 4.png
w3cD
{5+,3}6,4

w7,3D
{5+,3}7,3
Файл:Goldberg polyhedron 8 2.png
wczD
{5+,3}8,2
Файл:Goldberg polyhedron 6 5.png
ww3,1D
{5+,3}6,5
Файл:Goldberg polyhedron 9 1.png
wrw3,1D
{5+,3}9,1

w7,4D
{5+,3}7,4

w8,3D
{5+,3}8,3

w9,2D
{5+,3}9,2

w7,5D
{5+,3}7,5
Файл:Goldberg polyhedron 10 1.png
w4zD
{5+,3}10,1
Файл:Goldberg polyhedron 8 4.png
wccD
{5+,3}8,4
Файл:Goldberg polyhedron 9 3.png
w3,1yD
{5+,3}9,3

w7D
{5+,3}7,6
Файл:Goldberg polyhedron 8 6.png
w4cD
{5+,3}8,6

Примеры многогранников по симметрии

Повторение операций, начав с простой формы, может дать многогранники с большим числом граней, сохраняющих симметрию затравки.

Тетраэдральная симметрия

Октаэдральная симметрия

Хиральные

Изоэдральная симметрия

Хиральные

Диэдральная симметрия

Тороидальная симметрия

Тороидальные мозаики существуют на плоском торе, на поверхности Шаблон:Не переведено 5 в четырёхмерном пространстве, но могут быть спроектированы в трёхмерное пространство как обычный тор. Эти мозаики топологически подобны подмножествам мозаик евклидовой плоскости.

Евклидова квадратная симметрия

Евклидова треугольная симметрия

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:Refbegin

Шаблон:Refend

Ссылки

Шаблон:Многогранники Шаблон:Rq