면추이
1. 개요
면추이는 모든 면이 합동이고, 면에 대해 추이적인 다면체를 의미한다. 정다면체, 카탈란 다면체, 쌍각뿔과 엇쌍각뿔 등이 면추이에 속하며, 면추이는 면의 개수와 모양, 대칭성에 따라 분류될 수 있다. k-등면체는 대칭 기본 영역 내에 k개의 면을 포함하는 다면체 또는 테셀레이션을 의미하며, 등면체는 1-등면체와 같다. 셀-추이 도형은 셀이 합동이고 추이적인 다포체 또는 벌집을 의미하며, 면-추이 도형은 면이 합동이고 추이적인 다포체 또는 벌집을 의미한다.
| 정의 | 모든 면이 합동인 다면체 또는 2차원 이상의 테셀레이션 |
|---|---|
| 다른 이름 | 면추이 도형, 등면체 |
| 설명 | 모든 면이 합동인 다면체 또는 2차원 이상의 테셀레이션을 의미한다. 면추이는 면-추이성을 갖는 다면체이다. 즉, 다면체의 모든 면은 대칭 그룹의 추이 집합이다. |
|---|---|
| 면-추이성 | 다면체의 모든 면이 대칭 그룹의 추이 집합인 성질 |
| 특징 | 면추이 다면체의 모든 면은 합동이다. 면추이 다면체는 거울상을 포함할 수 있다. 모든 정다면체와 준정다면체는 면추이 다면체이다. 면추이 다면체의 쌍대인 꼭짓점추이 다면체는 면추이 다면체이다. |
| 예시 | 델타다면체 존슨 다면체 중 J1, J2, J3, J4, J5, J6, J7, J8, J9, J10, J11, J12, J13, J14, J15, J16, J17, J18, J19, J20, J21, J22, J23, J24, J25, J26, J27, J28, J29, J30, J31, J32, J33, J34, J37, J38, J51, J62, J72, J73, J74, J75, J76, J77, J78, J79, J80, J81, J82, J83, J84, J85, J86, J87, J88, J89, J90, J91, J92 마름모꼴 이십면체 일부 카탈랑의 다면체 |
| 관련 용어 | 아이소톡설 다면체(모든 꼭짓점이 동일한 다면체) |
| K. Robin McLean, Dungeons, dragons, and dice, The Mathematical Gazette, vol. 74, no. 469, 1990년, pp. 243–256 Eric W. Weisstein, Isozonohedron, MathWorld-A Wolfram Web Resource. Eric W. Weisstein, Isohedron, MathWorld-A Wolfram Web Resource. Eric W. Weisstein, Rhombic Icosahedron, MathWorld-A Wolfram Web Resource. |
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4차원 다포체 -
정팔포체
정팔포체는 4차원 공간에서 정의되고 모든 모서리에서 3개의 정육면체가 만나는 도형으로, 슐레플리 기호 {4, 3, 3}으로 표현되며 다양한 방식으로 나타낼 수 있고, 네트워크 토폴로지나 대중 문화에 영감을 주는 소재로 활용된다. -
4차원 다포체 -
정십육포체
정십육포체는 4차원 공간에서 16개의 정사면체 세포, 32개의 삼각형 면, 24개의 모서리, 8개의 꼭짓점을 가지는 정규 볼록 4-다포체이다. -
다포체 -
라세미산
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다포체 -
단체 (수학)
단체는 n+1개의 꼭짓점을 가지며, 꼭짓점 집합이 유일한 면에 속하는 n차원 폴리토프이며, 위상수학에서는 중심 좌표나 단위 분할로 정의되는 표준적인 형태를 가지는 도형이다. -
다면체 -
마름모구십면체
마름모구십면체는 깎은 정이십면체에 각뿔을 붙여 만든 다면체이며, 넓은 마름모 60개와 좁은 마름모 30개로 구성되고 좁은 마름모는 황금비의 제곱과 관련된 대각선 비율을 가지며 최적 충전율은 약 0.7947이다. -
다면체 -
삼각쌍뿔
삼각쌍뿔은 6개의 정삼각형 면, 5개의 꼭짓점, 9개의 모서리를 가진 존슨 다면체이자 델타다면체로, 두 정사면체를 밑면끼리 결합한 형태이며, 분자 기하학, 색채 이론 등 다양한 분야에 응용된다.
2. 정의
등면체 다면체 또는 단면체 테셀레이션(m=1)은 직접적이거나 반사적으로 합동인 면을 가지며, 하나 이상의 대칭 위치에서 나타난다. m-면체 다면체 또는 테셀레이션은 m개의 서로 다른 면 모양을 갖는다 ("이면체", "삼면체"는 각각 "2-면체", "3-면체"와 동일하다).
3. 종류
등면체의 종류는 다음과 같다.
| | 면 구성 || 클래스 || 이름 || 대칭 || 차수 || 볼록 || 동면 || 비볼록 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | V33 | 플라톤 입체 | 정사면체 사각 이면체 마름모 이면체 | Td, [3,3], (*332) D2d, [2+,2], (2*) D2, [2,2]+, (222) | 24, 4, 4, 4 | |||
| 6 | V34 | 플라톤 입체 | 정육면체 삼각 사다리꼴 면체 비대칭 삼각 사다리꼴 면체 | Oh, [4,3], (*432) D3d, [2+,6], (2*3) D3, [2,3]+, (223) | 48, 12, 12, 6 | |||
| 8 | V43 | 플라톤 입체 | 정팔면체 정사각형 쌍각뿔 마름모 쌍각뿔 정사각형 사다리꼴 면체 | Oh, [4,3], (*432) D4h,[2,4],(*224) D2h,[2,2],(*222) D2d,[2+,4],(2*2) | 48, 16, 8, 8 | |||
| 12 | V35 | 플라톤 입체 | 정십이면체 파이리토헤드론 테타르토이드 | Ih, [5,3], (*532) Th, [3+,4], (3*2) T, [3,3]+, (*332) | 120, 24, 12 | |||
| 20 | V53 | 플라톤 입체 | 정이십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | |||
| 12 | V3.62 | 카탈란 | 삼각 육각 면체 | Td, [3,3], (*332) | 24 | -- | ||
| 12 | V(3.4)2 | 카탈란 | 마름모 십이면체 델타 십이면체 | Oh, [4,3], (*432) Td, [3,3], (*332) | 48, 24 | -- | ||
| 24 | V3.82 | 카탈란 | 삼각 팔면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 24 | V4.62 | 카탈란 | 사각 육각 면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | |||
| 24 | V3.43 | 카탈란 | 델타 이십사면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 48 | V4.6.8 | 카탈란 | 이중 사각 육각 면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 24 | V34.4 | 카탈란 | 오각 이십사면체 | O, [4,3]+, (432) | 24 | -- | ||
| 30 | V(3.5)2 | 카탈란 | 마름모 삼십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V3.102 | 카탈란 | 삼각 이십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V5.62 | 카탈란 | 오각 육각 면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V3.4.5.4 | 카탈란 | 델타 육십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | |||
| 120 | V4.6.10 | 카탈란 | 이중 사각 삼십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V34.5 | 카탈란 | 오각 육십면체 | I, [5,3]+, (532) | 60 | |||
| 2n | V33.n | 극좌표 | 사다리꼴 면체 비대칭 사다리꼴 면체 | Dnd, [2+,2n], (2*n) Dn, [2,n]+, (22n) | 4n, 2n | -- | ||
| 2n 4n | V42.n V42.2n V42.2n | 극좌표 | 정규 n-쌍각뿔 등측 2n-쌍각뿔 2n-사다리꼴 면체 | Dnh, [2,n], (*22n) Dnh, [2,n], (*22n) Dnd, [2+,2n], (2*n) | 4n | -- -- |
| 볼록||오목 | |||
|---|---|---|---|
육각 쌍각뿔s, V4.4.6는 비정규 등면 다면체이다. | 카이로 오각형 타일링(Cairo pentagonal tiling), V3.3.4.3.4는 등면 타일링이다. | 마름모 십이면체 벌집은 등면 타일링(등적, 공간 채움)이다. | 소용돌이 모양의 H 타일링으로 왜곡된 정사각형 타일링(위상 동등)도 등면 타일링이다. |
4. 대칭성에 따른 분류
등면체는 면의 모양과 대칭성에 따라 분류할 수 있다. 다음은 그 예시를 나타낸 표이다.
| 면 | 면 구성 | 클래스 | 이름 | 대칭 | 차수 | 볼록 | 동면 | 비볼록 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | V33 | 플라톤 입체 | 정사면체 사각 이면체 마름모 이면체 | Td, [3,3], (*332) D2d, [2+,2], (2*) D2, [2,2]+, (222) | 24 4 4 4 | |||
| 6 | V34 | 플라톤 입체 | 정육면체 삼각 사다리꼴 면체 비대칭 삼각 사다리꼴 면체 | Oh, [4,3], (*432) D3d, [2+,6], (2*3) D3, [2,3]+, (223) | 48 12 12 6 | |||
| 8 | V43 | 플라톤 입체 | 정팔면체 정사각형 쌍각뿔 마름모 쌍각뿔 정사각형 사다리꼴 면체 | Oh, [4,3], (*432) D4h, [2,4], (*224) D2h, [2,2], (*222) D2d, [2+,4], (2*2) | 48 16 8 8 | |||
| 12 | V35 | 플라톤 입체 | 정십이면체 파이리토헤드론 테타르토이드 | Ih, [5,3], (*532) Th, [3+,4], (3*2) T, [3,3]+, (*332) | 120 24 12 | |||
| 20 | V53 | 플라톤 입체 | 정이십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | |||
| 12 | V3.62 | 카탈란 | 삼각 육각 면체 | Td, [3,3], (*332) | 24 | -- | ||
| 12 | V(3.4)2 | 카탈란 | 마름모 십이면체 델타 십이면체 | Oh, [4,3], (*432) Td, [3,3], (*332) | 48 24 | -- | ||
| 24 | V3.82 | 카탈란 | 삼각 팔면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 24 | V4.62 | 카탈란 | 사각 육각 면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | |||
| 24 | V3.43 | 카탈란 | 델타 이십사면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 48 | V4.6.8 | 카탈란 | 이중 사각 육각 면체 | Oh, [4,3], (*432) | 48 | -- | ||
| 24 | V34.4 | 카탈란 | 오각 이십사면체 | O, [4,3]+, (432) | 24 | -- | ||
| 30 | V(3.5)2 | 카탈란 | 마름모 삼십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V3.102 | 카탈란 | 삼각 이십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V5.62 | 카탈란 | 오각 육각 면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V3.4.5.4 | 카탈란 | 델타 육십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | |||
| 120 | V4.6.10 | 카탈란 | 이중 사각 삼십면체 | Ih, [5,3], (*532) | 120 | -- | ||
| 60 | V34.5 | 카탈란 | 오각 육십면체 | I, [5,3]+, (532) | 60 | |||
| 2n | V33.n | 극좌표 | 사다리꼴 면체 비대칭 사다리꼴 면체 | Dnd, [2+,2n], (2*n) Dn, [2,n]+, (22n) | 4n 2n | -- | ||
| 2n 4n | V42.n V42.2n V42.2n | 극좌표 | 정규 n-쌍각뿔 등측 2n-쌍각뿔 2n-사다리꼴 면체 | Dnh, [2,n], (*22n) Dnh, [2,n], (*22n) Dnd, [2+,2n], (2*n) | 4n |
5. k-등면체
*k*-등면체는 *k*개의 면 궤도를 갖는 다면체 또는 테셀레이션을 의미한다. 즉, 대칭 조작을 통해 서로 겹쳐질 수 있는 면들이 *k*개의 그룹으로 나뉜다. 1-등면체는 등면체와 동일하다.
단면체 다면체 또는 단면체 테셀레이션은 합동인 면을 가지며, 하나 이상의 대칭 위치에서 나타난다. *m*-면체 다면체 또는 테셀레이션은 *m*개의 서로 다른 면 모양을 갖는다.
다음은 면이 *k*개의 대칭 위치별로 색상이 지정된 *k*-등면체 다면체 및 테셀레이션의 예시이다.
| 3-등면체 | 4-등면체 | 등면체 | 2-등면체 |
|---|---|---|---|
| 2-면체 정규 면 다면체 | 단면체 다면체 | ||
| -- | |||
| 마름모 입방 팔면체는 1가지 유형의 삼각형과 2가지 유형의 사각형을 갖는다. | 의사 마름모 입방 팔면체는 1가지 유형의 삼각형과 3가지 유형의 사각형을 갖는다. | 델타 24면체는 1가지 유형의 면을 갖는다. | 의사 델타 24면체는 동일한 모양의 2가지 유형의 면을 갖는다. |
| 2-등면체 | 4-등면체 | 등면체 | 3-등면체 |
|---|---|---|---|
| 2-면체 정규 면 테셀레이션 | 단면체 테셀레이션 | ||
| 피타고라스 테셀레이션은 2가지 유형의 사각형(크기)을 갖는다. | 이 3-균일 테셀레이션은 동일한 모양의 3가지 유형의 삼각형과 1가지 유형의 사각형을 갖는다. | 청어 뼈 패턴은 1가지 유형의 직사각형을 갖는다. | 이 오각형 테셀레이션은 동일한 모양의 3가지 유형의 불규칙 오각형을 갖는다. |