शीर्ष आकृति

घन का आधा सिरा शीर्ष आकृति

ज्यामिति में, एक शीर्ष आकृति, अधिक स्पष्टता से, एक बहुफलक या बहुतलीय के एक कोने को काट देने पर प्रकट होने वाली आकृति है।

परिभाषाएँ

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घन का पूर्ण-किनारे वाला शीर्ष चित्र

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घन का गोलाकार शीर्ष चित्र

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क्यूब का पॉइंट-सेट शीर्ष आकृति

किसी बहुफलक का कोई कोना या शीर्ष लीजिए। प्रत्येक जुड़े हुए किनारे के साथ कहीं एक बिंदु चिह्नित करें। जुड़े हुए फलको पर रेखाएँ खींचें, फलक के आस-पास के बिंदुओं को मिलाएँ। पूरा होने पर, ये रेखाएँ शीर्ष के चारों ओर एक पूर्ण परिपथ बनाती हैं, मतलब कि- एक बहुभुज। यह बहुभुज, शीर्ष आकृति है।

परिस्थिति के अनुसार अधिक सही औपचारिक परिभाषाएँ बहुत व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए कॉक्सेटर (उदाहरण के लिए 1948, 1954) चर्चा के वर्तमान क्षेत्र के लिए अपनी परिभाषा को सुविधाजनक बनाता है। एक शीर्ष आकृति की निम्नलिखित परिभाषाओं में से अधिकांश अनंत चौकोर या, विस्तार से, हनीकॉम्ब बहुतल सेल और अन्य उच्च-आयामी बहुतल के साथ स्पेस-फिलिंग टेसलेशन के लिए समान रूप से अच्छी तरह से लागू होती हैं।

एक समतल स्लाइस के रूप में

बहुफलक के कोने के माध्यम से,शीर्ष से जुड़े सभी किनारों को काटकर एक स्लाइस बनाएं। कटी हुई सतह शीर्ष आकृति है। यह संभवतः सबसे साधारण तरीका है, और सबसे आसानी से समझा जा सकता है। अलग-अलग लेखक अलग-अलग जगहों पर स्लाइस बनाते हैं। वेनिंगर (2003)ने कॉक्सेटर (1948) की तरह प्रत्येक किनारे को शीर्ष से एक इकाई की दूरी पर काटा है। एकसमान बहुफलक के लिए "डॉर्मन ल्यूक निर्माण" प्रत्येक जुड़े हुए किनारे को उसके मध्य बिंदु पर काटता है। अन्य लेखक प्रत्येक किनारे के दूसरे छोर पर शीर्ष के माध्यम से कट बनाते हैं।

एक अनियमित बहुफलक के लिए, शीर्ष से समान दूरी पर किसी दिए गए शीर्ष के सभी किनारों को काटने से एक ऐसी आकृति उत्पन्न हो सकती है जो एक तल में नहीं होती है। मनमाना उत्तल बहुफलक के लिए मान्य एक अधिक सामान्य दृष्टिकोण, किसी भी विमान के साथ कटौती करना है जो दिए गए शीर्ष को अन्य सभी शीर्षों से अलग करता है, लेकिन अन्यथा मनमाना है। यह निर्माण शीर्ष आकृति की कॉम्बीनेटरियल संरचना को निर्धारित करता है, कनेक्टेड वर्टिकल के सेट के समान (नीचे देखें), लेकिन इसकी सटीक ज्यामिति नहीं; इसे किसी भी आयाम में उत्तल बहुतल के लिए सामान्यीकृत किया जा सकता है। चूंकि, गैर-उत्तल बहुफलक के लिए, शीर्ष के पास एक विमान उपस्थित नहीं हो सकता है जो शीर्ष पर आने वाले सभी फलको को काटता है।

एक गोलाकार बहुभुज के रूप में

क्रॉमवेल (1999) शीर्ष पर केन्द्रित एक गोले के साथ बहुफलक को काटकर शीर्ष आकृति बनाता है, इतना छोटा कि यह केवल किनारों को काटता है और शीर्ष पर घटना का सामना करता है। इसे शीर्ष पर केंद्रित एक गोलाकार कट या स्कूप बनाने के रूप में देखा जा सकता है। कटी हुई सतह या शीर्ष आकृति इस प्रकार इस गोले पर चिह्नित एक गोलाकार बहुभुज है। इस पद्धति का एक फायदा यह है कि शीर्ष आकृति का आकार निश्चित होता है (गोले के पैमाने तक), जबकि समतल के साथ प्रतिच्छेद करने की विधि समतल के कोण के आधार पर विभिन्न आकृतियों का उत्पादन कर सकती है। इसके अतिरिक्त, यह विधि गैर-उत्तल बहुफलक के लिए काम करती है।

=== कनेक्टेड वर्टिकल === के सेट के रूप में कई संयोजक और कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण (उदाहरण के लिए स्किलिंग, 1975) एक शीर्ष आकृति को दिए गए शीर्ष पर सभी निकटतम (किनारे के माध्यम से जुड़े) कोने के क्रमबद्ध (या आंशिक रूप से आदेशित) बिंदुओं के सेट के रूप में मानते हैं।

सार परिभाषा

अमूर्त बहुतल के सिद्धांत में, किसी दिए गए शीर्ष V पर शीर्ष आकृति में वे सभी तत्व सम्मलित होते हैं जो शीर्ष पर घटित होते हैं; किनारे, फलक आदि। अधिक औपचारिक रूप से यह (n−1)-अनुभाग F है_n/वी, जहां एफ_nसबसे बड़ा फलक है।

तत्वों के इस सेट को कहीं और शीर्ष स्टार के रूप में जाना जाता है। ज्यामितीय शीर्ष आकृति और शीर्ष स्टार को एक ही अमूर्त खंड के अलग-अलग अहसासों के रूप में समझा जा सकता है।

सामान्य गुण

एक n- बहुतल की एक शीर्ष आकृति एक (n−1) बहुतल है। उदाहरण के लिए, एक बहुफलक की शीर्ष आकृति एक बहुभुज है, और 4-बहुभुज के लिए शीर्ष आकृति एक बहुफलक है।

सामान्यतः एक शीर्ष आकृति को समतलीय होने की आवश्यकता नहीं है।

गैर-उत्तल बहुफलक के लिए, शीर्ष आकृति भी गैर-उत्तल हो सकती है। उदाहरण के लिए, समान बहुतल में फलक और/या शीर्ष आकृतियों के लिए स्टार बहुभुज हो सकते हैं।

समकोणीय आंकड़े

शीर्ष के आंकड़े विशेष रूप से एकसमान बहुतल और अन्य समकोणीय आकृति (शीर्ष-ट्रांसिटिव) बहुतल के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि एक शीर्ष आकृति पूरे बहुतल को परिभाषित कर सकता है।

नियमित फलको के साथ बहुफलक के लिए, शीर्ष आकृति को शीर्ष विन्यास संकेतन में दर्शाया जा सकता है, शीर्ष के चारों ओर क्रम में फलको को सूचीबद्ध करके। उदाहरण के लिए 3.4.4.4 एक त्रिकोण और तीन वर्गों के साथ एक शीर्ष है, और यह एकसमान र्होम्बिकुबो अष्टफलक को परिभाषित करता है।

यदि बहुतल आइसोगोनल है, तो शीर्ष आकृति n-स्पेस की हाइपरप्लेन सतह में उपस्थित होगा।

निर्माण

आसन्न कोने से

इन निकटतम कोने की कनेक्टिविटी पर विचार करके, बहुतल के प्रत्येक शीर्ष के लिए एक शीर्ष आकृति का निर्माण किया जा सकता है:

• शीर्ष आकृति का प्रत्येक शीर्ष मूल बहुतल के शीर्ष के साथ सम्बन्ध रखता है।
• शीर्ष आकृति का प्रत्येक आलेख सिद्धांत मूल बहुतल के फलक पर या उसके अंदर उपस्थित होता है, जो मूल फलक से दो वैकल्पिक शीर्षों को जोड़ता है।
• शीर्ष आकृति का प्रत्येक फलक ( मूल n- बहुतल (n > 3 के लिए) के एक सेल पर या उसके अंदर उपस्थित होता है।
• ... और इसी तरह उच्च क्रम वाले बहुतल में उच्च क्रम के तत्वों के लिए।

डोरमन ल्यूक निर्माण

एक समान बहुफलक के लिए, दोहरी बहुफलक का फलक मूल बहुफलक के शीर्ष आकृति से डोरमैन ल्यूक निर्माण निर्माण का उपयोग करके पाया जा सकता है।

नियमित बहुतल

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महान आईकोसाहेड्रॉन का शीर्ष आंकड़ा एक नियमित पेंटाग्राम या स्टार बहुभुज {5/2} है।

यदि एक बहुतल नियमित है, तो इसे श्लाफली प्रतीक द्वारा दर्शाया जा सकता है। सेल और शीर्ष आकृति दोनों को इस अंकन से सरलता से निकाला जा सकता है।

सामान्यतः श्लाफली प्रतीक {a,b,c,...,y,z} के साथ एक नियमित बहुतल में {a,b,c,...,y} के रूप में सेल होती हैं, और शीर्ष आंकड़े {b,c,...,y,z} के रूप में होते हैं।

1. एक नियमित बहुफलक {p,q} के लिए, शीर्ष आकृति {q}, एक q-भुज है।
   • उदाहरण, घन {4,3} के लिए शीर्ष आकृति त्रिभुज {3} है।
2. एक नियमित 4- बहुतल या हनीकॉम्ब के लिए | स्पेस-फिलिंग टेसलेशन {p,q,r} शीर्ष आकृति {q,r} है।
   • उदाहरण, हाइपरक्यूब {4,3,3} के लिए शीर्ष आकृति, शीर्ष आकृति नियमित चतुष्फलक {3,3} है।
   • इसके अतिरिक्त एक घन मधुकोश {4,3,4} के लिए शीर्ष आकृति, शीर्ष आकृति एक नियमित अष्टफलक {3,4} है।

चूँकि एक नियमित बहुतल का दोहरा बहुतल भी नियमित होता है और श्लाफली प्रतीक सूचकांकों द्वारा उलटा हुआ होता है, इसलिए यह देखना आसान है कि शीर्ष आकृति का दोहरा बहुतल का कक्ष है। नियमित बहुफलक के लिए, यह दुहरा बहुफलक की एक विशेष स्थिति है।

मधुकोश का एक उदाहरण शीर्ष आकृति

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काटे गए घन मधुकोश (आंशिक)।

एक काटे गए घनीय मधुकोश का शीर्ष आंकड़ा एक गैर-समान वर्ग पिरामिड है। एक अष्टफलक और चार कटे-फटे घन प्रत्येक शीर्ष पर मिलते हैं, एक स्पेस-फिलिंग टेसलेशन बनाते हैं।

शीर्ष आकृति : एक असमान वर्गाकार पिरामिड	File:Truncated cubic honeycomb verf.png श्लेगल रेखाचित्र	File:VF-truncated cubic.png संभावना
एक अष्टफलक से वर्गाकार आधार के रूप में बनाया गया	File:Octahedron vertfig.png (3.3.3.3)
और काटे गए घनों से चार समद्विबाहु त्रिभुज भुजाएँ	File:Truncated cube vertfig.png (3.8.8)

किनारे का आंकड़ा

File:Truncated cubic honeycomb1.jpg

काटे गए क्यूबिक मधुकोश के दो किनारे प्रकार होते हैं, एक चार छंटे हुए क्यूब्स के साथ, और दूसरा एक अष्टफलक और दो छंटे हुए क्यूब्स के साथ। इन्हें दो प्रकार के किनारे के आंकड़ों के रूप में देखा जा सकता है। इन्हें शीर्ष आकृति के शीर्ष के रूप में देखा जाता है।

शीर्ष आकृति से संबंधित, एक कोने की आकृति एक शीर्ष आकृति का शीर्ष आकृति होता है। किनारे के आंकड़े नियमित और समान बहुतल के तत्वों के बीच संबंधों को व्यक्त करने के लिए उपयोगी होते हैं।

किनारे की आकृति एक (n−2)- बहुतल होगी, जो दिए गए किनारे के चारों ओर फ़ैसेट की व्यवस्था का प्रतिनिधित्व करती है। नियमित और सिंगल-रिंगेड कॉक्सेटर आरेख नियमित बहुतल में सिंगल एज टाइप होगा। सामान्यतः, एक समान बहुतल में निर्माण में सक्रिय दर्पणों के रूप में कई प्रकार के किनारे हो सकते हैं, क्योंकि प्रत्येक सक्रिय दर्पण मौलिक डोमेन में एक किनारे का उत्पादन करता है।

नियमित बहुतल (और मधुकोश) में एक किनारे का आंकड़ा होता है जो नियमित भी होता है। एक नियमित बहुतल {p,q,r,s,...,z} के लिए, किनारे का आंकड़ा {r,s,...,z} है।

चार आयामों में, एक 4- बहुतल या मधुकोश | 3-मधुकोश का किनारा आकृति एक बहुभुज है जो किनारे के चारों ओर पहलुओं के एक सेट की व्यवस्था का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, नियमित घनीय मधुकोश {4,3,4} के लिए किनारे का आंकड़ा एक वर्ग है, और एक नियमित 4- बहुतल {p,q,r} के लिए बहुभुज {r} है।

कम साधारण रूप से, काटे गए घन मधुकोश t_0,1{4,3,4}, एक वर्गाकार पिरामिड शीर्ष आकृति है, जिसमें छोटे घन और अष्टफलक कोशिकाएँ हैं। यहाँ दो प्रकार के किनारे के आंकड़े हैं। एक पिरामिड के शीर्ष पर एक वर्गाकार किनारे वाली आकृति है। यह किनारे के चारों ओर चार छंटे हुए घन का प्रतिनिधित्व करता है। अन्य चार किनारों के आंकड़े पिरामिड के आधार शिखर पर समद्विबाहु त्रिभुज हैं। ये दूसरे किनारों के चारों ओर दो छोटे घन और एक अष्टफलक की व्यवस्था का प्रतिनिधित्व करते हैं।

यह भी देखें

• सरल कड़ी - शीर्ष आकृति से संबंधित एक अमूर्त अवधारणा।
• नियमित बहुतल की सूची

संदर्भ

ग्रन्थसूची

• H. S. M. Coxeter, Regular Polytopes, Hbk (1948), ppbk (1973).
• H.S.M. Coxeter (et al.), Uniform Polyhedra, Phil. Trans. 246 A (1954) pp. 401–450.
• P. Cromwell, Polyhedra, CUP pbk. (1999).
• H.M. Cundy and A.P. Rollett, Mathematical Models, Oxford Univ. Press (1961).
• J. Skilling, The Complete Set of Uniform Polyhedra, Phil. Trans. 278 A (1975) pp. 111–135.
• M. Wenninger, Dual Models, CUP hbk (1983) ppbk (2003).
• The Symmetries of Things 2008, John H. Conway, Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strass, ISBN 978-1-56881-220-5 (p289 Vertex figures)

बाहरी संबंध

• Weisstein, Eric W. "Vertex figure". MathWorld.
• Template:GlossaryForHyperspace
• Vertex Figures
• Consistent Vertex Descriptions