Notación del poliedro de Conway

Método de descripción de poliedros de orden superior
Este gráfico de ejemplo muestra cómo se pueden derivar 11 nuevas formas del cubo mediante 3 operaciones. Los nuevos poliedros se muestran como mapas en la superficie del cubo para que los cambios topológicos sean más evidentes. Los vértices están marcados en todas las formas con círculos.

En geometría y topología , la notación de poliedro de Conway , inventada por John Horton Conway y promovida por George W. Hart , se utiliza para describir poliedros basados ​​en un poliedro semilla modificado por varias operaciones de prefijo . [1] [2]

Conway y Hart extendieron la idea de usar operadores, como el truncamiento según lo definido por Kepler , para construir poliedros relacionados de la misma simetría. Por ejemplo, tC representa un cubo truncado , y taC , analizado como t ( aC ) , es ( topológicamente ) un cuboctaedro truncado . El operador dual más simple intercambia elementos de vértice y cara ; por ejemplo, un cubo dual es un octaedro : dC = O . Aplicados en una serie, estos operadores permiten generar muchos poliedros de orden superior. Conway definió los operadores a (ambo), b ( bisel ), d ( dual ), e (expandir), g (giro), j (unir), k (kis), m (meta), o (orto), s ( desviación ) y t ( truncar ), mientras que Hart agregó r ( reflejar ) y p (hélice). [3] Implementaciones posteriores nombraron operadores adicionales, a veces denominados operadores "extendidos". [4] [5] Las operaciones básicas de Conway son suficientes para generar los sólidos de Arquímedes y de Catalan a partir de los sólidos platónicos . Algunas operaciones básicas pueden realizarse como compuestos de otras: por ejemplo, ambón aplicado dos veces es la operación de expansión ( aa = e ), mientras que un truncamiento después de ambón produce bisel ( ta = b ).

Los poliedros pueden estudiarse topológicamente, en términos de cómo se conectan entre sí sus vértices, aristas y caras, o geométricamente, en términos de la ubicación de esos elementos en el espacio. Diferentes implementaciones de estos operadores pueden crear poliedros que sean geométricamente diferentes pero topológicamente equivalentes. Estos poliedros topológicamente equivalentes pueden considerarse como una de las muchas incrustaciones de un grafo poliédrico en la esfera. A menos que se especifique lo contrario, en este artículo (y en la literatura sobre operadores de Conway en general) la topología es la preocupación principal. Los poliedros con género 0 (es decir, topológicamente equivalentes a una esfera) a menudo se ponen en forma canónica para evitar ambigüedades.

Operadores

En la notación de Conway, las operaciones sobre poliedros se aplican como funciones, de derecha a izquierda. Por ejemplo, un cuboctaedro es un cubo ambón , [6] es decir , ⁠ ⁠ a ( do ) = a do {\displaystyle a(C)=aC} , y un cuboctaedro truncado es ⁠ ⁠ a ( a ( do ) ) = a ( a do ) = a a do {\displaystyle t(a(C))=t(aC)=taC} . La aplicación repetida de un operador se puede denotar con un exponente: j 2 = o . En general, los operadores de Conway no son conmutativos .

Los operadores individuales pueden visualizarse en términos de dominios fundamentales (o cámaras), como se muestra a continuación. Cada triángulo rectángulo es un dominio fundamental . Cada cámara blanca es una versión rotada de las demás, y también lo es cada cámara coloreada. Para los operadores aquirales , las cámaras coloreadas son un reflejo de las cámaras blancas y todas son transitivas. En términos de grupo, los operadores aquirales corresponden a grupos diedros D n donde n es el número de lados de una cara, mientras que los operadores quirales corresponden a grupos cíclicos C n que carecen de la simetría reflexiva de los grupos diedros. Los operadores aquirales y quirales también se denominan operaciones de preservación de la simetría local (LSP) y operaciones locales que preservan las simetrías de preservación de la orientación (LOPSP), respectivamente. [7] [8] [9] Las LSP deben entenderse como operaciones locales que preservan la simetría, no operaciones que preservan la simetría local. Nuevamente, estas son simetrías en un sentido topológico, no geométrico: los ángulos exactos y las longitudes de los bordes pueden diferir.

Dominios fundamentales de caras con lados norte {\estilo de visualización n}
3 (triángulo)4 (Cuadrado)5 (Pentágono)6 (Hexágono)
Los dominios fundamentales para los grupos de poliedros. Los grupos son  para poliedros aquirales y  para poliedros quirales. D 3 , D 4 , D 5 , D 6 {\ Displaystyle D_ {3}, D_ {4}, D_ {5}, D_ {6}} do 3 , do 4 , do 5 , do 6 {\ Displaystyle C_ {3}, C_ {4}, C_ {5}, C_ {6}}

Hart introdujo el operador de reflexión r , que da la imagen especular del poliedro. [6] Esto no es estrictamente un LOPSP, ya que no preserva la orientación: la invierte, intercambiando las cámaras blanca y roja. r no tiene efecto sobre los poliedros aquirales aparte de la orientación, y rr = S devuelve el poliedro original. Se puede usar una línea superior para indicar la otra forma quiral de un operador: s = rsr .

Una operación es irreducible si no puede expresarse como una composición de operadores además de d y r . La mayoría de los operadores originales de Conway son irreducibles: las excepciones son e , b , o y m .

Representación matricial

incógnita [ a b do 0 d 0 a " b " do " ] = METRO incógnita {\displaystyle {\begin{bmatrix}a&b&c\\0&d&0\\a'&b'&c'\end{bmatrix}}=\mathbf {M}_{x}}
xd [ do b a 0 d 0 do " b " a " ] = METRO incógnita METRO d {\displaystyle {\begin{bmatrix}c&b&a\\0&d&0\\c'&b'&a'\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{x}\mathbf {M} _{d}}
Dx [ a " b " do " 0 d 0 a b do ] = METRO d METRO incógnita {\displaystyle {\begin{bmatrix}a'&b'&c'\\0&d&0\\a&b&c\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{d}\mathbf {M} _{x}}
Disculpa [ do " b " a " 0 d 0 do b a ] = METRO d METRO incógnita METRO d {\displaystyle {\begin{bmatrix}c'&b'&a'\\0&d&0\\c&b&a\end{bmatrix}}=\mathbf {M} _{d}\mathbf {M} _{x}\mathbf {M } _{d}}

La relación entre el número de vértices, aristas y caras de la semilla y el poliedro creado por las operaciones enumeradas en este artículo se puede expresar como una matriz . Cuando x es el operador, son los vértices, aristas y caras de la semilla (respectivamente), y son los vértices, aristas y caras del resultado, entonces METRO incógnita {\displaystyle \mathbf {M}_{x}} en , mi , F {\estilo de visualización v,e,f} en " , mi " , F " {\displaystyle v',e',f'}

METRO incógnita [ en mi F ] = [ en " mi " F " ] {\displaystyle \mathbf {M} _{x}{\begin{bmatrix}v\\e\\f\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}v'\\e'\\f'\end {bmatriz}}} .

La matriz para la composición de dos operadores es simplemente el producto de las matrices de los dos operadores. Operadores distintos pueden tener la misma matriz, por ejemplo, p y l . El número de aristas del resultado es un múltiplo entero d del de la semilla: esto se llama tasa de inflación o factor de arista. [7]

Los operadores más simples, el operador identidad S y el operador dual d , tienen formas matriciales simples:

METRO S = [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] = I 3 {\displaystyle \mathbf {M} _{S}={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}=\mathbf {I} _{3}} , METRO d = [ 0 0 1 0 1 0 1 0 0 ] {\displaystyle \mathbf {M}_{d}={\begin{bmatrix}0&0&1\\0&1&0\\1&0&0\end{bmatrix}}}

Dos operadores duales se cancelan; dd = S , y el cuadrado de es la matriz identidad . Cuando se aplica a otros operadores, el operador dual corresponde a reflexiones horizontales y verticales de la matriz. Los operadores se pueden agrupar en grupos de cuatro (o menos si algunas formas son iguales) identificando los operadores x , xd (operador de dual), dx (dual de operador) y dxd (conjugado de operador). En este artículo, solo se da la matriz para x , ya que las otras son reflexiones simples. METRO d {\displaystyle \mathbf {M} _ {d}}

Número de operadores

El número de LSP para cada tasa de inflación es comenzando con la tasa de inflación 1. Sin embargo, no todos los LSP necesariamente producen un poliedro cuyas aristas y vértices forman un grafo 3-conectado y, como consecuencia del teorema de Steinitz, no necesariamente producen un poliedro convexo a partir de una semilla convexa. El número de LSP 3-conectados para cada tasa de inflación es . [8] 2 , 2 , 4 , 6 , 6 , 20 , 28 , 58 , 82 , {\displaystyle 2,2,4,6,6,20,28,58,82,\cpuntos} 2 , 2 , 4 , 6 , 4 , 20 , 20 , 54 , 64 , {\displaystyle 2,2,4,6,4,20,20,54,64,\cpuntos}

Operaciones originales

Estrictamente, semilla ( S ), aguja ( n ) y cremallera ( z ) no fueron incluidas por Conway, pero están relacionadas con las operaciones originales de Conway por dualidad, por lo que se incluyen aquí.

A partir de aquí, las operaciones se visualizan en las semillas del cubo, dibujadas en la superficie de ese cubo. Las caras azules cruzan los bordes de la semilla y las caras rosas se encuentran sobre los vértices de la semilla. Existe cierta flexibilidad en la ubicación exacta de los vértices, especialmente con los operadores quirales.

Operadores originales de Conway
Factor de bordeMatriz METRO incógnita {\displaystyle \mathbf {M}_{x}} incógnitaxdDxDisculpaNotas
1 [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}
Semilla : S

Doble : d

Semilla : dd = S
Dual reemplaza cada cara con un vértice y cada vértice con una cara.
2 [ 1 0 1 0 2 0 0 1 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&2&0\\0&1&0\end{bmatrix}}}
Únete : j

Ambón : un
La unión crea caras cuadriláteras. Ambo crea vértices de grado 4 y también se denomina rectificación o gráfico medial en la teoría de grafos. [10]
3 [ 1 0 1 0 3 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
Beso : k

Aguja : n

Código postal : z

Truncar : t
Kis levanta una pirámide en cada cara, y también se llama akización, Kleetope , acumulación, [11] acreción o aumento de pirámide . Truncar corta el poliedro en sus vértices pero deja una porción de las aristas originales. [12] Zip también se llama bitruncación .
4 [ 1 1 1 0 4 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
Orto : o = jj

Expandir : e = aa
5 [ 1 2 1 0 5 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&5&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
Giroscopio : g
Dios = rgrsd = rsr
Desaire : s
Operadores quirales. Véase Snub (geometría) . Al contrario de Hart, [3] gd no es lo mismo que g : es su par quiral. [13]
6 [ 1 1 1 0 6 0 0 4 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&6&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}
Meta : m = kj

Bisel : b = ta

Semillas

Cualquier poliedro puede servir como semilla, siempre que las operaciones puedan ejecutarse sobre él. A las semillas comunes se les ha asignado una letra. Los sólidos platónicos se representan con la primera letra de su nombre (Tetraedro , Octaedro , Cubo , Isohedro , Dodecaedro ) ; los prismas ( Pn ) para formas n - gonales ; antiprismas ( An ) ; cupolas ( Un ) ; anticupulas ( Vn ) ; y pirámides ( Yn ) . Cualquier sólido de Johnson puede ser referenciado como Jn , para n = 1..92 .

Los cinco sólidos platónicos se pueden generar a partir de generadores prismáticos con cero a dos operadores: [14]

Las teselaciones euclidianas regulares también se pueden utilizar como semillas:

Operaciones extendidas

Se trata de operaciones creadas a partir del conjunto original de Conway. Nótese que existen muchas más operaciones de las que se han nombrado; el hecho de que una operación no esté aquí no significa que no exista (o que no sea una LSP o una LOPSP). Para simplificar, en esta lista solo se incluyen operadores irreducibles: se pueden crear otros componiendo operadores juntos.

Operadores extendidos irreducibles
Factor de bordeMatriz METRO incógnita {\displaystyle \mathbf {M}_{x}} incógnitaxdDxDisculpaNotas
4 [ 1 2 0 0 4 0 0 1 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&4&0\\0&1&1\end{bmatrix}}}
Chaflán : c

cd =

corriente continua = ud

Subdividir : u
El chaflán es la forma de unión de l . Véase Chaflán (geometría) .
5 [ 1 2 0 0 5 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
Hélice : p

dp = pd

dpd = p
Operadores quirales. El operador de hélice fue desarrollado por George Hart. [15]
5 [ 1 2 0 0 5 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
Desván : l

El último

DL

DLD (desordenado)
6 [ 1 3 0 0 6 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&0\\0&6&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
Quinto : q

día de verano

de

DQD
6 [ 1 2 0 0 6 0 0 3 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&6&0\\0&3&1\end{bmatrix}}}
Unión de cordones : L 0

L 0 día

0 l

dL 0 días
Vea a continuación la explicación de la notación de unión.
7 [ 1 2 0 0 7 0 0 4 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&7&0\\0&4&1\end{bmatrix}}}
Encaje : L

Señor

El L

LD
7 [ 1 2 1 0 7 0 0 4 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&7&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}
Estaca : K

Kd

es

dKd
7 [ 1 4 0 0 7 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&7&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
Remolino : w
ancho de banda = dv
vd = dw
Voluta : vOperadores quirales.
8 [ 1 2 1 0 8 0 0 5 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&8&0\\0&5&0\end{bmatrix}}}
Únete-kis-kis : ⁠ ⁠ ( k k ) 0 {\displaystyle (kk)_{0}}

⁠ ⁠ ( k k ) 0 d {\displaystyle (kk)_{0}d}

⁠ ⁠ d ( k k ) 0 {\displaystyle d(kk)_{0}}

⁠ ⁠ d ( k k ) 0 d {\displaystyle d(kk)_{0}d}
A veces se denomina J . [4] Véase más abajo una explicación de la notación de unión. La forma sin unión, kk , no es irreducible.
10 [ 1 3 1 0 10 0 0 6 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&10&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}
Cruz : X

Xd

dX

dXd

Operaciones extendidas indexadas

Se pueden agrupar varios operadores según algunos criterios o modificar su comportamiento mediante un índice. [4] Estos se escriben como un operador con un subíndice: x n .

Aumento

Las operaciones de aumento conservan los bordes originales. Pueden aplicarse a cualquier subconjunto independiente de caras o pueden convertirse en una forma de unión eliminando los bordes originales. La notación de Conway admite un índice opcional para estos operadores: 0 para la forma de unión o 3 o más para la cantidad de lados que tienen las caras afectadas. Por ejemplo, k 4 Y 4 =O: si se toma una pirámide de base cuadrada y se pega otra pirámide a la base cuadrada, se obtiene un octaedro.

OperadorayoyoK(kk)
incógnita
x0
k 0 = j

l 0 = c

El 0

K 0 = jk

⁠ ⁠ ( k k ) 0 {\displaystyle (kk)_{0}}
AumentoPirámidePrismaAntiprisma

El operador de truncamiento t también tiene una forma de índice t n , que indica que solo se truncan los vértices de un cierto grado. Es equivalente a dk n d .

Algunos de los operadores extendidos se pueden crear en casos especiales con operadores k n y t n . Por ejemplo, un cubo achaflanado , cC , se puede construir como t 4 daC , como un dodecaedro rómbico , daC o jC , con sus vértices de grado 4 truncados. Un cubo lofteado, lC es lo mismo que t 4 kC . Un quintododecaedro, qD se puede construir como t 5 daaD o t 5 deD o t 5 oD , un hexecontaedro deltoidal , deD o oD , con sus vértices de grado 5 truncados.

Meta/bisel

Meta agrega vértices en el centro y a lo largo de los bordes, mientras que bevel agrega caras en el centro, vértices semilla y a lo largo de los bordes. El índice es la cantidad de vértices o caras que se agregan a lo largo de los bordes. Meta (en su forma no indexada) también se llama cantitruncation u omnitruncation . Tenga en cuenta que 0 aquí no significa lo mismo que para las operaciones de aumento: significa que se agregan cero vértices (o caras) a lo largo de los bordes. [4]

Operadores de meta/bisel
norteFactor de bordeMatriz M x {\displaystyle \mathbf {M} _{x}} incógnitaxdDxDisculpa
03 [ 1 0 1 0 3 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
k = m0

norte

z = b0

a
16 [ 1 1 1 0 6 0 0 4 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&6&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}
m = m1 = kj

b = b 1 = ta
29 [ 1 2 1 0 9 0 0 6 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&9&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}
metros cuadrados

metros cuadrados

el segundo 2

b2d
312 [ 1 3 1 0 12 0 0 8 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&12&0\\0&8&0\end{bmatrix}}}
metros 3
m3dB3b 3 d
norte3 y +3 [ 1 n 1 0 3 n + 3 0 0 2 n + 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&n&1\\0&3n+3&0\\0&2n+2&0\end{bmatrix}}} m -nhombre y mujerbnb y d

Medio

Medial es como meta, excepto que no agrega aristas desde el centro a cada vértice semilla. La forma de índice 1 es idéntica a los operadores orto y expand de Conway: expand también se denomina cantelación y expansión . Tenga en cuenta que o y e tienen sus propias formas indexadas, que se describen a continuación. Tenga en cuenta también que algunas implementaciones comienzan la indexación en 0 en lugar de 1. [4]

Operadores mediales
norte
Factor de borde
Matriz M x {\displaystyle \mathbf {M} _{x}} incógnitaxdDxDisculpa
14 [ 1 1 1 0 4 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
M 1 = o = jj

y = aa
27 [ 1 2 1 0 7 0 0 4 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&7&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}
Medial : M = M 2

Maryland

dM

dMd
norte3n + 1 [ 1 n 1 0 3 n + 1 0 0 2 n 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&n&1\\0&3n+1&0\\0&2n&0\end{bmatrix}}} M yM y ddMndM y d

Goldberg-Coxeter

Los operadores de Conway de Goldberg-Coxeter (GC) son dos familias infinitas de operadores que son una extensión de la construcción de Goldberg-Coxeter . [16] [17] La ​​construcción GC puede considerarse como tomar una sección triangular de una red triangular, o una sección cuadrada de una red cuadrada, y colocarla sobre cada cara del poliedro. Esta construcción puede extenderse a cualquier cara identificando las cámaras del triángulo o cuadrado (el "polígono maestro"). [7] Los operadores de la familia triangular se pueden utilizar para producir los poliedros de Goldberg y los poliedros geodésicos : consulte la Lista de poliedros geodésicos y poliedros de Goldberg para obtener fórmulas.

Las dos familias son la familia GC triangular, c a,b y u a,b , y la familia GC cuadrilátera, e a,b y o a,b . Ambas familias GC están indexadas por dos números enteros y . Poseen muchas cualidades interesantes: a 1 {\displaystyle a\geq 1} b 0 {\displaystyle b\geq 0}

  • Los índices de las familias tienen una relación con ciertos dominios euclidianos sobre los números complejos: los enteros de Eisenstein para la familia GC triangular y los enteros gaussianos para la familia GC cuadrilátero.
  • Los operadores en las columnas x y dxd dentro de la misma familia conmutan entre sí.

Los operadores se dividen en tres clases (los ejemplos están escritos en términos de c pero se aplican a los 4 operadores):

  • Clase I: ⁠ ⁠ b = 0 {\displaystyle b=0} . Aquiral, conserva las aristas originales. Puede escribirse con el índice cero suprimido, p. ej. c a ,0 = c a .
  • Clase II: ⁠ ⁠ a = b {\displaystyle a=b} . También aquiral. Se puede descomponer como c a,a = c a c 1,1
  • Clase III: Todos los demás operadores. Éstos son quirales, y c a,b y c b,a son pares quirales entre sí.

De las operaciones originales de Conway, las únicas que no pertenecen a la familia GC son g y s (gyro y snub). Meta y bevel ( m y b ) se pueden expresar en términos de un operador de la familia triangular y uno de la familia cuadrilátera.

Triangular

Operadores triangulares Goldberg-Coxeter
abClaseFactor de borde
T = a 2 + ab + b 2
Matriz M x {\displaystyle \mathbf {M} _{x}} Triángulo maestroincógnitaxdDxDisculpa
10I1 [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}
u1 = S

d

c1 = S
20I4 [ 1 1 0 0 4 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&0\\0&4&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
u 2 = u

corriente continua


c2 = c
30I9 [ 1 2 1 0 9 0 0 6 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&1\\0&9&0\\0&6&0\end{bmatrix}}}
u3 = nn

en blanco

eso

c3 = zz
40I16 [ 1 5 0 0 16 0 0 10 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&5&0\\0&16&0\\0&10&1\end{bmatrix}}}
u 4 = uu
UUD = DCCduu = ccdc 4 = cc
50I25 [ 1 8 0 0 25 0 0 16 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&8&0\\0&25&0\\0&16&1\end{bmatrix}}}
5
u 5 d = dc 55 = c 5 dc 5
60I36 [ 1 11 1 0 36 0 0 24 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&11&1\\0&36&0\\0&24&0\end{bmatrix}}}
u 6 = unn
DesconocidoCZTu 6 = czz
70I49 [ 1 16 0 0 49 0 0 32 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&16&0\\0&49&0\\0&32&1\end{bmatrix}}}
u 7 = u 2,1 u 1,2 = vrv
vrvd = dwrwdvrv = wrwdc 7 = c 2,1 c 1,2 = wrw
80I64 [ 1 21 0 0 64 0 0 42 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&21&0\\0&64&0\\0&42&1\end{bmatrix}}}
tu 8 = tu 3
u 3 d = dc 33 = c 3 dc8 = c3
90I81 [ 1 26 1 0 81 0 0 54 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&26&1\\0&81&0\\0&54&0\end{bmatrix}}}
u9 = n4
n 3 k = kz 3tn3 = z3tc9 = z4
11II3 [ 1 0 1 0 3 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&3&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
u 1,1 = n

a

a

c 1,1 = z
21III7 [ 1 2 0 0 7 0 0 4 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&7&0\\0&4&1\end{bmatrix}}} v = u 2,1
vd = dw
dv = ancho de banda
w = c 2,1
31III13 [ 1 4 0 0 13 0 0 8 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&13&0\\0&8&1\end{bmatrix}}} 3,1u 3,1 d = dc 3,13,1 = c 3,1 d
c3,1
32III19 [ 1 6 0 0 19 0 0 12 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&6&0\\0&19&0\\0&12&1\end{bmatrix}}} 3,2u 3,2 d = cc 3,2de 3,2 = c 3,2 d
c3,2
43III37 [ 1 12 0 0 37 0 0 24 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&12&0\\0&37&0\\0&24&1\end{bmatrix}}} 4,3u 4,3 d = cc 4,3de 4,3 = c 4,3 d
c 4,3
54III61 [ 1 20 0 0 61 0 0 40 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&20&0\\0&61&0\\0&40&1\end{bmatrix}}} 5,4u 5,4 d = cc 5,4de 5,4 = c 5,4 d
c 5,4
65III91 [ 1 30 0 0 91 0 0 60 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&30&0\\0&91&0\\0&60&1\end{bmatrix}}} u 6,5 = u 1,2 u 1,3u 6,5 d = dc 6,5de 6,5 = c 6,5 d
6,5 = 1,2 1,3
76III127 [ 1 42 0 0 127 0 0 84 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&42&0\\0&127&0\\0&84&1\end{bmatrix}}} 7,6u 7,6 d = dc 7,6de 7,6 = c 7,6 d
c 7,6
87III169 [ 1 56 0 0 169 0 0 112 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&56&0\\0&169&0\\0&112&1\end{bmatrix}}} u8,7 = u3,12u 8,7 d = dc 8,7de 8,7 = c 8,7 d
8,7 = 3,12
98III217 [ 1 72 0 0 217 0 0 144 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&72&0\\0&217&0\\0&144&1\end{bmatrix}}} u 9,8 = u 2,1 u 5,1u 9,8 d = dc 9,8de 9,8 = c 9,8 d
9,8 = 2,1 5,1
a b {\displaystyle a\equiv b}   ( m o d   3 ) {\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)} Yo, II o III T 0   {\displaystyle T\equiv 0\ } ( m o d   3 ) {\displaystyle (\mathrm {mod} \ 3)} [ 1 T 3 1 1 0 T 0 0 2 3 T 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T}{3}}-1&1\\0&T&0\\0&{\frac {2}{3}}T&0\end{bmatrix}}} ...tu a,bu a,b d = dc a,bde a,b = c a,b dtaxi
a b {\displaystyle a\not \equiv b}   ( m o d   3 ) {\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)} Yo o III T 1 {\displaystyle T\equiv 1}   ( m o d   3 ) {\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 3)} [ 1 T 1 3 0 0 T 0 0 2 T 1 3 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T-1}{3}}&0\\0&T&0\\0&2{\frac {T-1}{3}}&1\end{bmatrix}}} ...tu a,bu a,b d = dc a,bde a,b = c a,b dtaxi

Según la teoría básica de números, para cualquier valor de a y b , . T 2   ( m o d   3 ) {\displaystyle T\not \equiv 2\ (\mathrm {mod} \ 3)}

Cuadrilátero

Operadores cuadriláteros de Goldberg-Coxeter
abClaseFactor de borde
T = a 2 + b 2
Matriz M x {\displaystyle \mathbf {M} _{x}} Cuadrado maestroincógnitaxdDxDisculpa
10I1 [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}}}
o 1 = S

y 1 = d

o1 = dd = S
20I4 [ 1 1 1 0 4 0 0 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&1&1\\0&4&0\\0&2&0\end{bmatrix}}}
o2 = o = j2

e2 = e = a2
30I9 [ 1 4 0 0 9 0 0 4 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&4&0\\0&9&0\\0&4&1\end{bmatrix}}}
el 3

y 3

el 3
40I16 [ 1 7 1 0 16 0 0 8 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&7&1\\0&16&0\\0&8&0\end{bmatrix}}}
o 4 = oo = j 4

e 4 = ee = a 4
50I25 [ 1 12 0 0 25 0 0 12 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&12&0\\0&25&0\\0&12&1\end{bmatrix}}}
o 5 = o 2,1 o 1,2 = prp
y 5 = y 2,1 y 1,2
o 5 = dprpd
60I36 [ 1 17 1 0 36 0 0 18 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&17&1\\0&36&0\\0&18&0\end{bmatrix}}}
o6 = o2 o3
y6 = y2 y3
70I49 [ 1 24 0 0 49 0 0 24 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&24&0\\0&49&0\\0&24&1\end{bmatrix}}}
el 7
y 7
el 7
80I64 [ 1 31 1 0 64 0 0 32 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&31&1\\0&64&0\\0&32&0\end{bmatrix}}}
o 8 = o 3 = j 6
y 8 = y 3 = a 6
90I81 [ 1 40 0 0 81 0 0 40 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&40&0\\0&81&0\\0&40&1\end{bmatrix}}}
o 9 = o 3 2

y 9 = y 3 2

el 9
100I100 [ 1 49 1 0 100 0 0 50 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&49&1\\0&100&0\\0&50&0\end{bmatrix}}}
o 10 = o 2,1 o 1,2
y 10 = ee 2,1 y 1,2
11II2 [ 1 0 1 0 2 0 0 1 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&0&1\\0&2&0\\0&1&0\end{bmatrix}}}
o 1,1 = j

y 1,1 = a
22II8 [ 1 3 1 0 8 0 0 4 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&3&1\\0&8&0\\0&4&0\end{bmatrix}}}
o 2,2 = j 3

y 2,2 = a 3
12III5 [ 1 2 0 0 5 0 0 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&0\\0&5&0\\0&2&1\end{bmatrix}}}
o 1,2 = p

y 1,2 = dp = pd

pag
a b {\displaystyle a\equiv b}   ( m o d   2 ) {\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 2)} Yo, II o IIIT incluso [ 1 T 2 1 1 0 T 0 0 T 2 0 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T}{2}}-1&1\\0&T&0\\0&{\frac {T}{2}}&0\end{bmatrix}}} ...o a,by a,b
a b {\displaystyle a\not \equiv b}   ( m o d   2 ) {\displaystyle \ (\mathrm {mod} \ 2)} Yo o IIIT impar [ 1 T 1 2 0 0 T 0 0 T 1 2 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&{\frac {T-1}{2}}&0\\0&T&0\\0&{\frac {T-1}{2}}&1\end{bmatrix}}} ...o a,by a,bo a,b

Ejemplos

Sólidos arquimedianos y catalanes

El conjunto original de operadores de Conway permite crear todos los sólidos de Arquímedes y los sólidos de Catalan , utilizando los sólidos platónicos como semillas. (Tenga en cuenta que el operador r no es necesario para crear ambas formas quirales).

Operadores compuestos

El icosaedro truncado , tI , se puede utilizar como semilla para crear poliedros visualmente más agradables, aunque estos no son transitivos ni por vértices ni por caras .

En el avión

Cada uno de los mosaicos uniformes convexos y sus duales se pueden crear aplicando operadores de Conway a los mosaicos regulares Q , H y Δ .

En un toro

Los operadores de Conway también se pueden aplicar a poliedros toroidales y poliedros con múltiples agujeros.

Véase también

Referencias

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  8. ^ ab Goetschalckx, Pieter; Coolsaet, Kris; Van Cleemput, Nico (12 de abril de 2020). "Generación de operaciones locales que preservan la simetría". arXiv : 1908.11622 [math.CO].
  9. ^ Goetschalckx, Pieter; Coolsaet, Kris; Van Cleemput, Nico (11 de abril de 2020). "Operaciones de preservación de la orientación local que preservan la simetría en poliedros". arXiv : 2004.05501 [math.CO].
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  14. ^ Livio Zefiro (2008). "Generación de un icosaedro por la intersección de cinco tetraedros: características geométricas y cristalográficas de los poliedros intermedios". Vismath .
  15. ^ George W. Hart (agosto de 2000). Escultura basada en poliedros propulsados. Actas de MOSAIC 2000. Seattle, WA. pp. 61–70.
  16. ^ Deza, M. ; Dutour, M (2004). "Construcciones de Goldberg–Coxeter para grafos planos 3-y 4-valentes". The Electronic Journal of Combinatorics . 11 : #R20. doi : 10.37236/1773 .
  17. ^ Deza, M.-M.; Sikirić, MD; Shtogrin, MI (2015). "Construcción y parametrización de Goldberg-Coxeter". Estructura geométrica de grafos relevantes para la química: zigzags y circuitos centrales . Springer. págs. 131–148. ISBN 9788132224495.
  • poliedrónico: genera poliedros en el lienzo HTML5, tomando la notación Conway como entrada
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