Диаграмма Шлегеля

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Примеры, раскрашенные по числу рёбер на каждой грани. Жёлтые треугольники, красные квадраты и зелёные пятиугольники.
Тессеракт, спроецированный в 3-мерное пространство как диаграмма Шлегеля. Видно 8 кубических ячеек — одна в центре, по одной для шести граней центрального куба и одна внешняя грань.

В геометрии диаграмма Шлегеля — это проекция политопа из в через точку за одной из его граней. Результирующая фигура в комбинаторно эквивалентна исходному политопу. Диаграмма названа по имени Виктора Шлегеля, который предложил в 1886 году этот метод для изучения комбинаторных и топологических свойств политопов. В размерностях 3 и 4 диаграммы Шлегеля являются проекцией (3-мерного) многогранника в плоскую фигуру и проекцией 4-мерного многогранника[en] в трёхмерное пространство соответственно. Как таковые, диаграммы Шлегеля часто используются для визуализации четырёхмерных многогранников.

Построение[править | править код]

Наиболее элементарное описание диаграммы Шлегеля для многогранника дано Дунканом Соммервиллем (Duncan Sommerville)[1]:

Очень полезным метод представления выпуклого многогранника является плоская проекция. Если эта проекция произведена из внешней точки, поскольку каждый луч пересекает многогранник дважды, он будет представлен многоугольной областью, разделённой дважды на многоугольники. Всегда существует подходящий выбор центра проекции, чтобы проекция одной из граней содержала проекции всех остальных граней. Это называется диаграммой Шлегеля многогранника. Диаграмма Шлегеля полностью представляет морфологию многогранника. Иногда удобно сделать проекцию многогранника из вершины. Вершина проектируется в бесконечность и не появляется на диаграмме, рёбра, идущие к ней представляются лучами, уходящими в бесконечность.

Соммервиль рассматривал также случай симплекса в четырёхмерном пространстве[2]: «Диаграмма Шлегеля симплекса в S4 является тетраэдром, разделённым на четыре тетраэдра». В более общем случае, политоп в n-мерном пространстве имеет диаграмму Шлегеля, построенную с помощью перспективной проекции через точку вне политопа, над центром грани. Все вершины и рёбра политопа проектируются на гиперплоскость этой грани. Если политоп выпуклый, существует точка около грани, при которой эта грань становится внешней, а все остальные грани оказываются внутри неё, при этом рёбра пересекаться не будут.

Примеры[править | править код]

Додекаэдр Стодвадцатиячейник
Dodecahedron schlegel diagram.png
12 пятиугольных граней на плоскости
Schlegel wireframe 120-cell.png
120 додекаэдров (ячеек) в 3-мерном пространстве

Различные виды визуализации икосаэдра

Icosahedron.svg
перспектива
Icosahedron flat.svg
развёртка
Icosahedron t0 A2.png
проекция
Icosahedron petrie.png
Петри
Schlegel icosaèdre.png
Шлегель
Icosahedron vertfig.svg
Вершинная фигура

См. также[править | править код]

  • Развёртка — другой подход к визуализации через многогранники меньших размерностей, при которой грани разъединяются и разгибаются, пока все грани не окажутся в одной гиперплоскости. Такое представление сохраняет геометрические размеры и форму, но при этом труднее рассмотреть топологические связи.

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]