Placuri uniforme pe plan hiperbolic

Exemple de gresie uniformă
sferic euclidiană Hiperbolic

{5,3}
5.5.5
CDel nodul 1.pngCDel 5.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png

{6,3}
6.6.6
CDel nodul 1.pngCDel 6.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png

{7,3}
7.7.7
CDel nodul 1.pngCDel 7.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png

{∞,3}
∞.∞.∞
CDel nodul 1.pngCDel infin.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel node.png
Placuri regulate pe sfera {p,q}, planul euclidian și planul hiperbolic cu pentagoane regulate, hexagoane, heptagoane și fețe infinite.

t{5,3}
10.10.3
CDel nodul 1.pngCDel 5.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

t{6,3}
12.12.3
CDel nodul 1.pngCDel 6.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

t{7,3}
14.14.3
CDel nodul 1.pngCDel 7.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

t{∞,3}
∞.∞.3
CDel nodul 1.pngCDel infin.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
Dale trunchiate au 2p.2p.q cifre de vârf derivate din {p,q} obișnuit

r{5,3}
3.5.3.5
CDel node.pngCDel 5.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

r{6,3}
3.6.3.6
CDel node.pngCDel 6.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

r{7,3}
3.7.3.7
CDel node.pngCDel 7.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png

r{∞,3}
3.∞.3.∞
CDel node.pngCDel infin.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel node.png
Tilingurile cvasi-regulate sunt similare cu plăcile obișnuite, dar au două tipuri de poligoane regulate care alternează în jurul fiecărui vârf.

rr{5,3}
3.4.5.4
CDel nodul 1.pngCDel 5.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

rr{6,3}
3.4.6.4
CDel nodul 1.pngCDel 6.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

rr{7,3}
3.4.7.4
CDel nodul 1.pngCDel 7.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

rr{∞,3}
3.4.∞.4
CDel nodul 1.pngCDel infin.pngCDel node.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png
Placile semiregulare au mai mult de un tip de poligon regulat.

tr{5,3}
4.6.10
CDel nodul 1.pngCDel 5.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

tr{6,3}
4.6.12
CDel nodul 1.pngCDel 6.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

tr{7,3}
4.6.14
CDel nodul 1.pngCDel 7.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png

tr{∞,3}
4.6.∞
CDel nodul 1.pngCDel infin.pngCDel nodul 1.pngCDel 3.pngCDel nodul 1.png
Dale trunchiate au trei sau mai multe poligoane regulate cu un număr par de laturi.

În geometria hiperbolică , o placare hiperbolică omogenă (regulată, cvasi-regulată sau semiregulată) este o umplere de la margine la margine a planului hiperbolic cu poligoane regulate cu proprietatea tranzitivității vârfurilor ( aceasta este o placare tranzitivă a vârfurilor , izogonală). , adică există o mișcare care duce orice vârf la oricare altul). Rezultă că toate vârfurile sunt congruente , iar placarea are un grad ridicat de simetrie de rotație și translație .

Tilingurile uniforme sunt definite în mod unic de configurația lor de vârf , o secvență de numere reprezentând numărul de laturi de poligon din jurul fiecărui vârf. De exemplu, 7.7.7 reprezintă o placă heptagonală care are 3 heptagoane în jurul fiecărui vârf. Este corect deoarece toate poligoanele au aceeași dimensiune. Astfel, poate fi specificat prin simbolul Schläfli {7,3}.

Tilingurile uniforme pot fi regulate (dacă sunt și tranzitive față și margine), cvasiregulare (dacă sunt tranzitive margine, dar nu tranzitive față) sau semiregulare (dacă nu sunt nici tranzitive la margine, nici la margine). Pentru triunghiuri regulate ( p  q  2 ) există două plăci regulate cu simboluri Schläfli { p , q } și { q , p }.

Construcția lui Wythoff

Există un număr infinit de plăci uniforme bazate pe triunghiuri Schwarz ( p  q  r ), unde 1/p + 1/q + 1/r < 1, unde p , q , r sunt ordinele de simetrie a reflexiei la cele trei vârfuri ale triunghiul fundamental - grupul de simetrie este grupul hiperbolic al unui triunghi .

Fiecare familie de simetrii conține 7 piese uniforme definite de simbolul Wythoff sau diagrama Coxeter-Dynkin , 7 combinații de trei oglinzi active. Al 8-lea mozaic reprezintă operația de alternanță , îndepărtarea a jumătate din vârfuri din cea mai înaltă formă de oglinzi active.

Familiile cu r  = 2 conțin elemente hiperbolice regulate definite de grupurile Coxeter, cum ar fi [7,3], [8,3], [9,3], ... [5,4], [6,4], . . . ..

Familiile hiperbolice cu r  = 3 și mai sus sunt definite de simbolurile ( p  q  r ) și includ (4 3 3), (5 3 3), (6 3 3) ... (4 4 3), (5 4 3) ), ... (4 4 4)....

Familiile hiperbolice ( p  q  r ) definesc tilinguri hiperbolice compacte omogene. În limită, oricare dintre numerele p , q sau r poate fi înlocuit cu simbolul ∞, care dă un triunghi hiperbolic paracompact și creează piese uniforme care au fie fețe infinite (numite apeirogoni sau infinitate) care converg către un singur punct imaginar. , sau figuri de vârf infinite cu un număr infinit de muchii care emană dintr-un punct imaginar.

Este posibil să se construiască familii suplimentare de simetrii din regiuni fundamentale care nu sunt triunghiulare.

Unele familii de plăci uniforme sunt prezentate mai jos (folosind modelul Poincaré pentru planul hiperbolic). Trei dintre ele - (7 3 2), (5 4 2) și (4 3 3) - și nici altele, sunt minime , în sensul că dacă oricare dintre numerele definitorii este înlocuit cu o valoare întreagă mai mică, obținem fie o Tigla euclidiană sau sferică, nu hiperbolice. Și invers, oricare dintre numere poate fi mărit (chiar înlocuit cu infinit) pentru a obține un model hiperbolic diferit.

Fiecare placă uniformă formează o placă uniformă dublă și multe dintre acestea sunt enumerate mai jos.

Triunghiuri fundamentale dreptunghiulare

Există infinit de multe familii de grupuri triunghiulare ( p  q  2). Lucrarea prezintă plăci regulate până la p , q  = 8 și plăci omogene din 12 familii: (7 3 2), (8 3 2), (5 4 2), (6 4 2), (7 4 2), ( 8 4 2), (5 5 2), (6 5 2) (6 6 2), (7 7 2), (8 6 2) și (8 8 2).

Tilinguri hiperbolice regulate

Cel mai simplu set de mosai hiperbolici este mosaia obișnuită { p , q }. O placă obișnuită { p , q } are ca duală a { q , p } (diagonalele tabelului sunt simetrice). Tiling auto-dual {3,3} , {4,4} , {5,5} , etc. situat pe diagonala mesei.

(7 3 2)

Grupul triunghiular (7 3 2) , grupul Coxeter [7,3], orbifoldul (*732) conțin aceste plăci omogene.

(8 3 2)

Grupul triunghiular (8 3 2) , grupul Coxeter [8,3], orbifoldul (*832) conțin aceste plăci uniforme.

(5 4 2)

Grupul triunghiular (5 4 2) , grupul Coxeter [5,4], orbifoldul (*542) conțin aceste plăci uniforme.

(6 4 2)

Grupul triunghiular (6 4 2) , grupul Coxeter [6,4], orbifoldul (*642) conțin aceste plăci omogene. Deoarece toate elementele sunt pare, dintre cele două plăci omogene duale, una reprezintă regiunea fundamentală a simetriei oglinzii: *3333, *662, *3232, *443, *222222, *3222 și, respectiv, *642. Toate cele șapte plăci pot fi alternante, iar plăcile duble există pentru plăcile rezultate.

(7 4 2)

Grupul triunghiular (7 4 2) , grupul Coxeter [7,4], orbifoldul (*742) conțin aceste plăci uniforme.

(8 4 2)

Grupul triunghiular (8 4 2) , grupul Coxeter [8,4], orbifoldul (*842) conțin aceste plăci uniforme. Deoarece toate elementele sunt pare, dintre cele două plăci duble omogene, una reprezintă regiunea fundamentală a simetriei oglinzii: *4444, *882, *4242, *444, *22222222, *4222 și, respectiv, *842. Toate cele șapte plăci pot fi alternante, iar plăcile duble există pentru plăcile rezultate.

(5 5 2)

Grupul triunghiular (5 5 2) , grupul Coxeter [5,5], orbifoldul (*552) conțin aceste plăci uniforme.

(6 5 2)

Grupul triunghiular (6 5 2) , grupul Coxeter [6,5], orbifoldul (*652) conțin aceste plăci uniforme.

(6 6 2)

Grupul triunghiular (6 6 2) , grupul Coxeter [6,6], orbifoldul (*662) conțin aceste plăci uniforme.

(8 6 2)

Grupul triunghiular (8 6 2) , grupul Coxeter [8,6], orbifoldul (*862) conțin aceste plăci uniforme.

(7 7 2)

Grupul triunghiular (7 7 2) , grupul Coxeter [7,7], orbifoldul (*772) conțin aceste plăci uniforme.

(8 8 2)

Grupul triunghiular (8 8 2) , grupul Coxeter [8,8], orbifoldul (*882) conțin aceste plăci uniforme.

Triunghiuri fundamentale generale

Există infinit multe familii de grupuri triunghiulare generale ( p  q  r ). Articolul prezintă mozaicuri omogene din 9 familii: (4 3 3), (4 4 3), (4 4 4), (5 3 3), (5 4 3), (5 4 4), (6 3 3) , (6 4 3) și (6 4 4).

(4 3 3)

Grupul triunghiular (4 3 3) , grupul Coxeter [(4,3,3)], orbifoldul (*433) conțin aceste plăci uniforme. Fără un unghi drept în triunghiul fundamental , construcțiile lui Wythoff sunt ușor diferite. De exemplu, în familia triunghiurilor (4,3,3) , snub -ul are șase poligoane în jurul vârfului, iar dualul său are hexagoane, nu pentagoane. În general, figura de vârf a țigării snub în triunghi ( p , q , r ) este de forma p.3.q.3.r.3, în special este de forma 4.3.3.3.3.3 pentru cazul de mai jos.

(4 4 3)

Grupul triunghiular (4 4 3) , grupul Coxeter [(4,4,3)], orbifoldul (*443) conțin aceste plăci omogene.


(4 4 4)

Grupul triunghiular (4 4 4) , grupul Coxeter [(4,4,4)], orbifoldul (*444) conțin aceste plăci omogene.

(5 3 3)

Grupul triunghiular (5 3 3), grupul Coxeter [(5,3,3)], orbifoldul (*533) conțin aceste plăci uniforme.

(5 4 3)

Grupul triunghiular (5 4 3), grupul Coxeter [(5,4,3)], orbifoldul (*543) conțin aceste plăci omogene.

(5 4 4)

Grupul triunghiular (5 4 4), grupul Coxeter [(5,4,4)], orbifoldul (*544) conțin aceste plăci omogene.


(6 3 3)

Grupul triunghiular (6 3 3), grupul Coxeter [(6,3,3)], orbifoldul (*633) conțin aceste plăci omogene.

(6 4 3)

Grupul triunghiular (6 4 3), grupul Coxeter [(6,4,3)], orbifoldul (*643) conțin aceste plăci omogene.

(6 4 4)

Grupul triunghiular (6 4 4), grupul Coxeter [(6,4,4)], orbifoldul (*644) conțin aceste plăci omogene.

Tabel rezumat al plăcilor cu suprafață finită triunghiulară finită

Tabel cu toate terasamentele hiperbolice uniforme cu domeniul fundamental ( p  q  r ), unde 2 ≤ p , q , r ≤ 8.

A se vedea Șablon:Tabel cu plăci hiperbolice triunghiulare finite

Regiuni fundamentale patruunghiulare

(3 2 2 2)

Domenii fundamentale patruunghiulare există și pe planul hiperbolic cu orbifoldul *3222 ([∞,3,∞] în notația Coxeter) ca cea mai mică familie. Există 9 poziții ale generatorului pentru a obține un mozaic uniform în interiorul unei regiuni fundamentale patrulatere. Figura vârfului poate fi extrasă din zona fundamentală ca 3 cazuri (1) Unghi (2) Punctul de mijloc al unei margini și (3) Centru. Dacă punctul generator este adiacent colțurilor de ordinul 2, în acest colț se formează o față degenerată {2} sub formă de digon , dar poate fi aruncată. Snub și alternant uniform tilings pot fi, de asemenea, obținute (neprezentate) dacă figura vârfurilor conține doar fețe cu un număr par de laturi.

Diagramele Coxeter-Dynkin ale domeniilor fundamentale patrulatere sunt considerate ca un grafic degenerat al unui tetraedru cu 2 din 6 muchii etichetate cu infinit sau linii întrerupte. Cerința logică ca cel puțin una dintre cele două oglinzi paralele să fie activă limitează numărul de opțiuni posibile la 9, iar celelalte opțiuni încercuite nu sunt aplicabile.

(3 2 3 2)

Regiuni fundamentale triunghiulare imaginare

Există o infinitate de familii de grupuri de triunghiuri , inclusiv ordine infinite. Articolul prezintă mozaicuri omogene din 9 familii: (∞ 3 2), (∞ 4 2), (∞ ∞ 2), (∞ 3 3), (∞ 4 3), (∞ 4 4), (∞ ∞ 3) , (∞ ∞ 4) și (∞ ∞ ∞).

(∞ 3 2)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 3 2) , grupul Coxeter [∞,3], orbifoldul (*∞32) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ 4 2)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 42) , grupul Coxeter [∞,4], orbifoldul (*∞42) conțin aceste piese uniforme.

(∞ 5 2)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 5 2) , grupul Coxeter [∞,5], orbifold (*∞52) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ ∞ 2)

Grupul triunghiular imaginar (∞ ∞ 2) , grupul Coxeter [∞,∞], orbifold (*∞∞2) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ 3 3)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 3 3) , grupul Coxeter [(∞,3,3)], orbifold (*∞33) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ 4 3)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 4 3) , grupul Coxeter [(∞,4,3)], orbifold (*∞43) conțin aceste plăci omogene.

(∞ 4 4)

Grupul triunghiular imaginar (∞ 4 4) , grupul Coxeter [(∞,4,4)], orbifold (*∞44) conțin aceste plăci omogene.

(∞ ∞ 3)

Grupul triunghiular imaginar (∞ ∞ 3) , grupul Coxeter [(∞,∞,3)], orbifold (*∞∞3) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ ∞ 4)

Grupul triunghiular imaginar (∞ ∞ 4) , grupul Coxeter [(∞,∞,4)], orbifold (*∞∞4) conțin aceste tilinguri uniforme.

(∞ ∞ ∞)

Grupul triunghiular imaginar (∞ ∞ ∞) , grupul Coxeter [(∞,∞,∞)], orbifold (*∞∞∞) conțin aceste tilinguri uniforme.

Tabel rezumativ al plăcilor cu domenii fundamentale triunghiulare infinite

Tabel cu toate terasamentele hiperbolice uniforme cu domeniul fundamental ( p  q  r ) unde 2 ≤ p , q , r ≤ 8 și una sau mai multe dintre valori este ∞.

Literatură

Link -uri