पॉलीटॉप: Difference between revisions
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[[File:Assorted polygons.svg|thumb|400px|right|एक [[ बहुभुज ]] एक 2-आयामी पॉलीटॉप है। बहुभुज को विभिन्न मानदंडों के अनुसार चित्रित किया जा सकता है। कुछ उदाहरण हैं: खुला (इसकी सीमा को छोड़कर), केवल बाउंडिंग सर्किट (इसके आंतरिक भाग की उपेक्षा), बंद (इसकी सीमा और इसके आंतरिक दोनों सहित), और विभिन्न क्षेत्रों के विभिन्न घनत्वों के साथ स्व-प्रतिच्छेद।]]प्रारंभिक ज्यामिति में, एक पॉलीटोप एक ज्यामितीय वस्तु है जिसमें फ्लैट [[फेसेस]] का सामना करना पड़ता है। पॉलीटोप्स किसी भी संख्या के आयामों के लिए त्रि-आयामी [[ बहुतल ]] का सामान्यीकरण होता हैं। पॉलीटोप्स किसी भी सामान्य संख्या में आयाम {{mvar|n}} में {{mvar|n}}-विमीय पॉलीटोप या {{mvar|n}}-पॉलीटोप के रूप में मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्वि-आयामी बहुभुज एक 2-पॉलीटॉप है और एक त्रि-आयामी पॉलीहेड्रॉन 3-पॉलीटॉप है। इस संदर्भ में, चपटी भुजाओं का अर्थ है कि a की भुजाएँ {{math|(''k'' + 1)}} पॉलीटोप से मिलकर बनता है और {{mvar|k}}-पॉलीटोप्स होते हैं जिनमें {{math|(''k'' – 1)}} पॉलीटोप्स समान हो सकते हैं। | [[File:Assorted polygons.svg|thumb|400px|right|एक [[ बहुभुज ]] एक 2-आयामी पॉलीटॉप है। बहुभुज को विभिन्न मानदंडों के अनुसार चित्रित किया जा सकता है। कुछ उदाहरण हैं: खुला (इसकी सीमा को छोड़कर), केवल बाउंडिंग सर्किट (इसके आंतरिक भाग की उपेक्षा), बंद (इसकी सीमा और इसके आंतरिक दोनों सहित), और विभिन्न क्षेत्रों के विभिन्न घनत्वों के साथ स्व-प्रतिच्छेद।]]प्रारंभिक ज्यामिति में, एक पॉलीटोप एक ज्यामितीय वस्तु है जिसमें फ्लैट [[फेसेस]] का सामना करना पड़ता है। पॉलीटोप्स किसी भी संख्या के आयामों के लिए त्रि-आयामी [[ बहुतल ]] का सामान्यीकरण होता हैं। पॉलीटोप्स किसी भी सामान्य संख्या में आयाम {{mvar|n}} में {{mvar|n}}-विमीय पॉलीटोप या {{mvar|n}}-पॉलीटोप के रूप में मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्वि-आयामी बहुभुज एक 2-पॉलीटॉप है और एक त्रि-आयामी पॉलीहेड्रॉन 3-पॉलीटॉप है। इस संदर्भ में, चपटी भुजाओं का अर्थ है कि a की भुजाएँ {{math|(''k'' + 1)}} पॉलीटोप से मिलकर बनता है और {{mvar|k}}-पॉलीटोप्स होते हैं जिनमें {{math|(''k'' – 1)}} पॉलीटोप्स समान हो सकते हैं। | ||
कुछ सिद्धांत आगे चलकर इस तरह की वस्तुओं को सम्मिलित करने के विचार को सामान्यीकृत करते हैं जैसे कि अनबाउंड [[ अनंतता |अनंतता]] और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें [[गोलाकार पॉलीहेड्रा,]] और | कुछ सिद्धांत आगे चलकर इस तरह की वस्तुओं को सम्मिलित करने के विचार को सामान्यीकृत करते हैं जैसे कि अनबाउंड [[ अनंतता |अनंतता]] और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें [[गोलाकार पॉलीहेड्रा,]] और सम्मुचय-सैद्धांतिक सार पॉलीटोप्स में सम्मिलित होते हैं। | ||
1853 से पहले लुडविग श्लाफली द्वारा पहली बार तीन से अधिक आयामों के पॉलीटोप्स की खोज की गई थी, जिन्होंने इस तरह के एक आंकड़े को एक पॉलीसेम कहा था।{{Sfn|Coxeter|1973|pp=141-144|loc=§7-x. Historical remarks}} [[ जर्मन भाषा ]] का शब्द पॉलीटॉप गणितज्ञ [[ रेनहोल्ड हॉपी ]] द्वारा निर्मित किया गया था, और [[ एलिसिया बोले स्टॉट ]] द्वारा अंग्रेजी गणितज्ञों को पॉलीटॉप के रूप में पेश किया गया था। | 1853 से पहले लुडविग श्लाफली द्वारा पहली बार तीन से अधिक आयामों के पॉलीटोप्स की खोज की गई थी, जिन्होंने इस तरह के एक आंकड़े को एक पॉलीसेम कहा था।{{Sfn|Coxeter|1973|pp=141-144|loc=§7-x. Historical remarks}} [[ जर्मन भाषा ]] का शब्द पॉलीटॉप गणितज्ञ [[ रेनहोल्ड हॉपी ]] द्वारा निर्मित किया गया था, और [[ एलिसिया बोले स्टॉट ]] द्वारा अंग्रेजी गणितज्ञों को पॉलीटॉप के रूप में पेश किया गया था। | ||
== परिभाषा के दृष्टिकोण == | == परिभाषा के दृष्टिकोण == | ||
आजकल, पॉलीटॉप शब्द एक व्यापक शब्द है जिसमें वस्तुओं की एक विस्तृत श्रेणी शामिल है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप वस्तुओं के अलग-अलग अतिव्यापी | आजकल, पॉलीटॉप शब्द एक व्यापक शब्द है जिसमें वस्तुओं की एक विस्तृत श्रेणी शामिल है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप वस्तुओं के अलग-अलग अतिव्यापी सम्मुचयों को पॉलीटॉप्स कहा जाता है। वे समान गुणों वाली अन्य वस्तुओं को शामिल करने के लिए उत्तल पॉलीटोप्स को सामान्य बनाने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। | ||
मूल दृष्टिकोण सामान्तया लुडविग श्लाफली, [[थोरोल्ड गॉसेट]] और अन्य द्वारा व्यापक रूप से अनुसरण किया जाता है, क्रमशः दो या तीन आयामों में बहुभुज और पॉलीहेड्रॉन के विचार के चार या अधिक आयामों में सादृश्य द्वारा विस्तार के साथ शुरू होता है।<ref name="coxeter1973">Coxeter (1973)</ref> | मूल दृष्टिकोण सामान्तया लुडविग श्लाफली, [[थोरोल्ड गॉसेट|थोरोल्ड गॉसम्मुचय]] और अन्य द्वारा व्यापक रूप से अनुसरण किया जाता है, क्रमशः दो या तीन आयामों में बहुभुज और पॉलीहेड्रॉन के विचार के चार या अधिक आयामों में सादृश्य द्वारा विस्तार के साथ शुरू होता है।<ref name="coxeter1973">Coxeter (1973)</ref> | ||
पॉलीहेड्रा की [[यूलर विशेषता]] को उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के सामान्यीकरण के प्रयासों ने टोपोलॉजी के विकास और एक अपघटन या [[ स.ग.-जटिल |सीडब्ल्यू-जटिल]] के उपचार को एक पॉलीटॉप के अनुरूप बनाया गया है।<ref>{{cite book|author-link=David Richeson|last=Richeson|first=D.|title=यूलर का रत्न: पॉलीहेड्रॉन फॉर्मूला और टोपोलॉजी का जन्म|title-link= Euler's Gem|publisher=Princeton University Press|year=2008}}</ref> इस दृष्टिकोण में, एक पॉलीटॉप को कुछ दिए गए कई गुना के टेस्सेलेशन या अपघटन के रूप में माना जा सकता है। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण एक पॉलीटॉप को उन बिंदुओं के एक | पॉलीहेड्रा की [[यूलर विशेषता]] को उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के सामान्यीकरण के प्रयासों ने टोपोलॉजी के विकास और एक अपघटन या [[ स.ग.-जटिल |सीडब्ल्यू-जटिल]] के उपचार को एक पॉलीटॉप के अनुरूप बनाया गया है।<ref>{{cite book|author-link=David Richeson|last=Richeson|first=D.|title=यूलर का रत्न: पॉलीहेड्रॉन फॉर्मूला और टोपोलॉजी का जन्म|title-link= Euler's Gem|publisher=Princeton University Press|year=2008}}</ref> इस दृष्टिकोण में, एक पॉलीटॉप को कुछ दिए गए कई गुना के टेस्सेलेशन या अपघटन के रूप में माना जा सकता है। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण एक पॉलीटॉप को उन बिंदुओं के एक सम्मुचय के रूप में परिभाषित करता है जो एक साधारण परिसर को स्वीकार करते हैं। इस परिभाषा में, एक पॉलीटॉप, अतिरिक्त संपत्ति के साथ, बहुत से [[ सरल |सरलताओं]] का संघ है, जो किसी भी दो सरलताओं के लिए, एक गैर-रिक्त प्रतिच्छेदन है। उनका प्रतिच्छेदन दोनों का एक शीर्ष, किनारा या उच्च आयामी फेस है।<ref name="Grünbaum2003">ग्रुनबाम (2003) </ रेफ> हालांकि यह परिभाषा आंतरिक संरचनाओं के साथ [[ स्टार पॉलीटॉप ]]्स की अनुमति नहीं देती है, और इसलिए यह गणित के कुछ क्षेत्रों तक ही सीमित है। | ||
[[ स्टार पॉलीहेड्रॉन ]] और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने इसके इंटीरियर की अनदेखी करते हुए एक पॉलीहेड्रॉन को एक बाउंडिंग सतह के रूप में देखा। रेफरी> क्रॉमवेल, पी।; पॉलीहेड्रा, सीयूपी (पीपीबीके 1999) पीपी 205 एफएफ।</ref> चूँकि, यह परिभाषा आंतरिक संरचनाओं के साथ स्टार पॉलीटोप्स की अनुमति नहीं देती है, और इसलिए यह गणित के कुछ क्षेत्रों तक ही सीमित है। | [[ स्टार पॉलीहेड्रॉन ]] और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने इसके इंटीरियर की अनदेखी करते हुए एक पॉलीहेड्रॉन को एक बाउंडिंग सतह के रूप में देखा। रेफरी> क्रॉमवेल, पी।; पॉलीहेड्रा, सीयूपी (पीपीबीके 1999) पीपी 205 एफएफ।</ref> चूँकि, यह परिभाषा आंतरिक संरचनाओं के साथ तारक (स्टार) पॉलीटोप्स की अनुमति नहीं देती है, और इसलिए यह गणित के कुछ क्षेत्रों तक ही सीमित है। | ||
स्टार पॉलीहेड्रा और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने एक पॉलीहेड्रॉन को एक बाउंडिंग सतह के रूप में देखा, इसके आंतरिक भाग की अनदेखी की। इस प्रकाश के पी-स्पेस में उत्तल पॉलीटोप्स (पी-1) क्षेत्र के टाइलिंग के बराबर हैं, जबकि अन्य अन्य अंडाकार, फ्लैट या टोरॉयडल (पी-1) सतहों के टाइलिंग हो सकते हैं, उदाहरण के लिए [[अंडाकार टाइलिंग]] और [[टोरॉयडल पॉलीहेड्रॉन]] देखें। पॉलीहेड्रॉन को एक ऐसी सतह के रूप में समझा जाता है जिसके फेस [[ बहुभुज |ज्यामिति बहुभुज]] के होते हैं, एक [[ 4-पॉलीटॉप | 4-पॉलीटॉप]] एक हाइपरसर्फेस के रूप में होता है। जिसके फेस ज्यामिति पॉलीहेड्रा के होते हैं। | तारक (स्टार) पॉलीहेड्रा और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने एक पॉलीहेड्रॉन को एक बाउंडिंग सतह के रूप में देखा, इसके आंतरिक भाग की अनदेखी की। इस प्रकाश के पी-स्पेस में उत्तल पॉलीटोप्स (पी-1) क्षेत्र के टाइलिंग के बराबर हैं, जबकि अन्य अन्य अंडाकार, फ्लैट या टोरॉयडल (पी-1) सतहों के टाइलिंग हो सकते हैं, उदाहरण के लिए [[अंडाकार टाइलिंग]] और [[टोरॉयडल पॉलीहेड्रॉन]] देखें। पॉलीहेड्रॉन को एक ऐसी सतह के रूप में समझा जाता है जिसके फेस [[ बहुभुज |ज्यामिति बहुभुज]] के होते हैं, एक [[ 4-पॉलीटॉप | 4-पॉलीटॉप]] एक हाइपरसर्फेस के रूप में होता है। जिसके फेस ज्यामिति पॉलीहेड्रा के होते हैं। | ||
निचले आयाम वाले लोगों से एक उच्च पॉलीटोप का निर्माण करने का विचार कभी-कभी आयाम में नीचे की ओर बढ़ाया जाता है, जिसमें एक किनारे को एक बिंदु जोड़ी द्वारा बंधे [[1-पॉलीटॉप]] के रूप में देखा जाता है, और एक बिंदु या [[शीर्ष]] को 0-पॉलीटॉप के रूप में देखा जाता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग उदाहरण के लिए अमूर्त पॉलीटोप्स के सिद्धांत में किया जाता है। | निचले आयाम वाले लोगों से एक उच्च पॉलीटोप का निर्माण करने का विचार कभी-कभी आयाम में नीचे की ओर बढ़ाया जाता है, जिसमें एक किनारे को एक बिंदु जोड़ी द्वारा बंधे [[1-पॉलीटॉप]] के रूप में देखा जाता है, और एक बिंदु या [[शीर्ष]] को 0-पॉलीटॉप के रूप में देखा जाता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग उदाहरण के लिए अमूर्त पॉलीटोप्स के सिद्धांत में किया जाता है। | ||
गणित के कुछ क्षेत्रों में, पॉलीटोप और पॉलीहेड्रॉन शब्द एक अलग अर्थ में उपयोग किए जाते हैं: एक पॉलीहेड्रॉन किसी भी आयाम में सामान्य वस्तु है (इस आलेख में पॉलीटोप के रूप में संदर्भित) और पॉलीटोप का अर्थ है एक [[ घिरा हुआ सेट | घिरा हुआ | गणित के कुछ क्षेत्रों में, पॉलीटोप और पॉलीहेड्रॉन शब्द एक अलग अर्थ में उपयोग किए जाते हैं: एक पॉलीहेड्रॉन किसी भी आयाम में सामान्य वस्तु है (इस आलेख में पॉलीटोप के रूप में संदर्भित) और पॉलीटोप का अर्थ है एक [[ घिरा हुआ सेट | घिरा हुआ सम्मुचय]] पॉलीहेड्रॉन। रेफ> नेमहौसर और वोल्सी, इंटीजर और कॉम्बिनेटोरियल ऑप्टिमाइजेशन, 1999, {{isbn|978-0471359432}}, परिभाषा 2.2। </ रेफ> यह शब्दावली विशिष्ट रूप से पॉलीटोप्स और पॉलीहेड्रा तक ही सीमित है जो [[उत्तल]] हैं। इस शब्दावली के साथ, एक उत्तल पॉलीहेड्रॉन अर्ध स्थानों की एक परिमित संख्या का प्रतिच्छेदन है और इसके पक्षों द्वारा परिभाषित किया गया है, जबकि एक उत्तल पॉलीटोप बिंदुओं की एक परिमित संख्या का [[उत्तल पतवार]] है और इसके शीर्षों द्वारा परिभाषित किया गया है। | ||
आयामों की कम संख्या वाले पॉलीटोप्स के मानक नाम हैं। | आयामों की कम संख्या वाले पॉलीटोप्स के मानक नाम हैं। | ||
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== तत्व == | == तत्व == | ||
एक पॉलीटोप में विभिन्न आयामों के तत्व सम्मिलित होते हैं जैसे कोने, किनारे, फेसेस, कोशिकाएं आदि। इनके लिए शब्दावली विभिन्न लेखकों के बीच पूरी तरह से संगत नहीं है। उदाहरण के लिए, कुछ लेखक एक (n − 1) आयामी तत्व को संदर्भित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं जबकि अन्य विशेष रूप से 2-फेसेस को निरूपित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं। जे आयामों के एक तत्व को इंगित करने के लिए लेखक जे फेस या जे फलक का उपयोग कर सकते हैं। कुछ किनारे का उपयोग रिज को संदर्भित करने के लिए करते हैं, जबकि एच.एस.एम. | एक पॉलीटोप में विभिन्न आयामों के तत्व सम्मिलित होते हैं जैसे कोने, किनारे, फेसेस, कोशिकाएं आदि। इनके लिए शब्दावली विभिन्न लेखकों के बीच पूरी तरह से संगत नहीं है। उदाहरण के लिए, कुछ लेखक एक (n − 1) आयामी तत्व को संदर्भित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं जबकि अन्य विशेष रूप से 2-फेसेस को निरूपित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं। जे आयामों के एक तत्व को इंगित करने के लिए लेखक जे फेस या जे फलक का उपयोग कर सकते हैं। कुछ किनारे का उपयोग रिज को संदर्भित करने के लिए करते हैं, जबकि एच.एस.एम. कॉक्सम्मुचयर सेल का उपयोग एन -1 आयामी तत्व को निरूपित करने के लिए सेल का उपयोग करता है।<ref>Regular polytopes, p. 127 ''The part of the polytope that lies in one of the hyperplanes is called a cell''</ref>{{citation needed|date=February 2015|reason=need to cite each definition claimed}} | ||
<!-- Note that "each definition claimed" means "each definition claimed" and this tag should remain until each definition claimed has been cited --> | <!-- Note that "each definition claimed" means "each definition claimed" and this tag should remain until each definition claimed has been cited --> | ||
इस लेख में अपनाई गई शर्तें नीचे दी गई तालिका में दी गई हैं। | इस लेख में अपनाई गई शर्तें नीचे दी गई तालिका में दी गई हैं। | ||
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|पॉलीटॉप ही | |पॉलीटॉप ही | ||
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एक n-आयामी पॉलीटोप कई (n − 1) आयामी [[ पहलू (गणित) | पहलुओं गणित]] से घिरा होता है। ये पहलू स्वयं पॉलीटोप हैं, जिनके पहलू मूल पॉलीटोप के (n -2) आयामी [[ रिज (ज्यामिति) | रिज (ज्यामिति)]] के हैं। प्रत्येक रिज दो पहलुओं के प्रतिच्छेदन के रूप में उत्पन्न होती है लेकिन दो पहलुओं के प्रतिच्छेदन को एक रिज होना आवश्यक नहीं है। रिज एक बार फिर से पॉलीटोप हैं जिनके पहलू मूल पॉलीटोप की (n - 3) आयामी सीमाओं को जन्म देते हैं, और इसी तरह इन बाउंडिंग सब-पॉलीटॉप्स को फेस (ज्यामिति), या विशेष रूप से जे-विमीय फेस या जे-फेस के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। एक 0-आयामी फेसेस को एक शीर्ष कहा जाता है, और इसमें एक बिंदु होता है। 1-आयामी फेसेस को किनारा कहा जाता है, और इसमें एक रेखा खंड होता है। एक 2-आयामी फेसेस में एक बहुभुज होता है, और एक 3-आयामी फेस, जिसे कभी-कभी | एक n-आयामी पॉलीटोप कई (n − 1) आयामी [[ पहलू (गणित) | पहलुओं गणित]] से घिरा होता है। ये पहलू स्वयं पॉलीटोप हैं, जिनके पहलू मूल पॉलीटोप के (n -2) आयामी [[ रिज (ज्यामिति) | रिज (ज्यामिति)]] के हैं। प्रत्येक रिज दो पहलुओं के प्रतिच्छेदन के रूप में उत्पन्न होती है लेकिन दो पहलुओं के प्रतिच्छेदन को एक रिज होना आवश्यक नहीं है। रिज एक बार फिर से पॉलीटोप हैं जिनके पहलू मूल पॉलीटोप की (n - 3) आयामी सीमाओं को जन्म देते हैं, और इसी तरह इन बाउंडिंग सब-पॉलीटॉप्स को फेस (ज्यामिति), या विशेष रूप से जे-विमीय फेस या जे-फेस के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। एक 0-आयामी फेसेस को एक शीर्ष कहा जाता है, और इसमें एक बिंदु होता है। 1-आयामी फेसेस को किनारा कहा जाता है, और इसमें एक रेखा खंड होता है। एक 2-आयामी फेसेस में एक बहुभुज होता है, और एक 3-आयामी फेस, जिसे कभी-कभी [[ सेल (गणित) |सेल (गणित)]] कहा जाता है, और इसमें एक पॉलीहेड्रॉन होता है। | ||
==बहुलकों के महत्वपूर्ण वर्ग == | ==बहुलकों के महत्वपूर्ण वर्ग == | ||
=== उत्तल पॉलीटोप्स === | === उत्तल पॉलीटोप्स === | ||
{{Main| | {{Main|उत्तल पॉलीटॉप}} | ||
पॉलीटॉप उत्तल भी हो सकता है। उत्तल पॉलीटोप्स सबसे सरल प्रकार के पॉलीटोप्स होते हैं, और पॉलीटोप्स की अवधारणा | |||
पॉलीटॉप उत्तल भी हो सकता है। उत्तल पॉलीटोप्स सबसे सरल प्रकार के पॉलीटोप्स होते हैं, और पॉलीटोप्स की अवधारणा कई अलग-अलग सामान्यीकरणों के लिए आधार बनाते हैं। एक उत्तल पॉलीटॉप को कभी-कभी अर्ध-रिक्त स्थान के सम्मुचय को प्रतिच्छेदन के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह परिभाषा पॉलीटॉप को न तो बाध्य और न ही परिमित होने की अनुमति देती है। पॉलीटोप्स को इस तरह परिभाषित किया जाता है, उदाहरण के लिए, रैखिक फलन में एक पॉलीटोप को बांधा जाता है यदि परिमित त्रिज्या की एक गेंद होती है। इसमें पॉलीटॉप को पॉइंटेड कहा जाता है यदि इसमें कम से कम एक शीर्ष होता है। और हर घिरा हुआ गैर-खाली पॉलीटॉप पॉइंटेड होता है। यह एक गैर-पॉइंटेड पॉलीटॉप का उदाहरण सम्मुचय है <math>\{(x,y) \in \mathbb{R}^2 \mid x \geq 0\}</math>, पॉलीटॉप परिमित है यदि इसे परिमित संख्या में वस्तुओं के रूप में परिभाषित जाता है, उदाहरण के लिए, अर्ध समतल की परिमित संख्या के प्रतिच्छेदन के रूप में है। | |||
यदि इसके सभी शीर्षों में पूर्णांक निर्देशांक हैं, तो यह एक [[ अभिन्न पॉलीटॉप ]] है। | यदि इसके सभी शीर्षों में पूर्णांक निर्देशांक हैं, तो यह एक [[ अभिन्न पॉलीटॉप ]] है। | ||
उत्तल पॉलीटॉप्स का एक निश्चित वर्ग प्रतिवर्ती पॉलीटोप्स हैं। एक अभिन्न {{nobr|<math>d</math>-polytope}} <math>\mathcal{P}</math> कुछ [[ पूर्णांक मैट्रिक्स ]] के लिए प्रतिवर्ती है <math>\mathbf{A}</math>, <math>\mathcal{P} = \{\mathbf{x} \in \mathbb{R}^d : \mathbf{Ax} \leq \mathbf{1}\}</math>, जहां पे <math>\mathbf{1}</math> सभी के सदिश को दर्शाता है, और असमानता घटक-वार है। | उत्तल पॉलीटॉप्स का एक निश्चित वर्ग प्रतिवर्ती पॉलीटोप्स हैं। एक अभिन्न {{nobr|<math>d</math>-polytope}} <math>\mathcal{P}</math> कुछ [[ पूर्णांक मैट्रिक्स ]] के लिए प्रतिवर्ती है <math>\mathbf{A}</math>, <math>\mathcal{P} = \{\mathbf{x} \in \mathbb{R}^d : \mathbf{Ax} \leq \mathbf{1}\}</math>, जहां पे <math>\mathbf{1}</math> सभी के सदिश को दर्शाता है, और असमानता घटक-वार है। और इस परिभाषा से हमें पता चलता कि <math>\mathcal{P}</math> प्रतिवर्ती है अगर और केवल अगर <math>(t+1)\mathcal{P}^\circ \cap \mathbb{Z}^d = t\mathcal{P} \cap \mathbb{Z}^d</math> सभी के लिए है <math>t \in \mathbb{Z}_{\geq 0}</math>. दूसरे शब्दों में, ए {{nobr|<math>(t + 1)</math>-dilate}} का <math>\mathcal{P}</math> भिन्न, पूर्णांक जालक बिंदुओं के संदर्भ में, a {{nobr|<math>t</math>-dilate}} का <math>\mathcal{P}</math> केवल सीमा पर प्राप्त जाली बिंदुओं से समान रूप से, <math>\mathcal{P}</math> प्रतिवर्ती है अगर और केवल अगर यह [[ दोहरी पॉलीहेड्रॉन ]] है तो <math>\mathcal{P}^*</math> एक अभिन्न पॉलीटॉप है।<ref>Beck, Matthias; Robins, Sinai (2007), ''[[Computing the Continuous Discretely|Computing the Continuous Discretely: Integer-point enumeration in polyhedra]]'', Undergraduate Texts in Mathematics, New York: Springer-Verlag, {{ISBN|978-0-387-29139-0}}, MR 2271992</ref> | ||
=== नियमित पॉलीटोप्स === | === नियमित पॉलीटोप्स === | ||
{{Main| | {{Main|नियमित पॉलीटॉप}} | ||
[[नियमित पॉलीटोप्स]] में सभी पॉलीटॉप्स की समरूपता का उच्चतम स्तर होता है। एक नियमित पॉलीटॉप का समरूपता समूह अपने | [[नियमित पॉलीटोप्स]] में सभी पॉलीटॉप्स की समरूपता का उच्चतम स्तर होता है। एक नियमित पॉलीटॉप का समरूपता समूह अपने निशान पर सकर्मक रूप से कार्य करता है, इसलिए, एक नियमित पॉलीटॉप का दोहरा पॉलीटॉप भी नियमित होता है। | ||
नियमित पॉलीटोप के तीन मुख्य [[ वर्ग ]] हैं जो किसी भी आयाम में होते हैं | नियमित पॉलीटोप के तीन मुख्य[[ वर्ग | वर्ग]] हैं जो किसी भी आयाम में होते हैं | ||
*समबाहु त्रिभुज और नियमित टेट्राहेड्रॉन सहित [[सरलताएं]] हैं। | *समबाहु त्रिभुज और नियमित टेट्राहेड्रॉन सहित [[सरलताएं]] हैं। | ||
*[[अतिविम]] या वर्ग और घन सहित पॉलीटोप्स को मापें। | *[[अतिविम]] या वर्ग और घन सहित पॉलीटोप्स को मापें। | ||
*वर्गाकार और [[ नियमित अष्टफलक ]] सहित [[ ऑर्थोप्लेक्स ]] या क्रॉस पॉलीटोप हैं। | *वर्गाकार और [[ नियमित अष्टफलक ]] सहित [[ ऑर्थोप्लेक्स ]] या क्रॉस पॉलीटोप हैं। | ||
आयाम दो, तीन और चार में नियमित आंकड़े सम्मिलित होते हैं जिनमें पांच गुना समरूपता होती है और जिनमें से कुछ गैर-उत्तल | आयाम दो, तीन और चार में नियमित आंकड़े सम्मिलित होते हैं जिनमें पांच गुना समरूपता होती है और जिनमें से कुछ गैर-उत्तल तारक (तारक (स्टार)) होते हैं, और दो आयामों में अनंत रूप से एन-गुना समरूपता के कई [[ नियमित बहुभुज ]] होते हैं, दोनों उत्तल और n ≥ 5 के लिए तारक (तारक (स्टार))। लेकिन उच्च आयामों में कोई अन्य नियमित पॉलीटॉप नहीं होता हैं।<ref name="coxeter1973"/> | ||
तीन | आयाम दो, तीन और चार में नियमित आंकड़े शामिल होते हैं जिनमें पांच गुना समरूपता होती है और जिनमें से कुछ गैर-उत्तल तारक (तारक (स्टार)) होते हैं, और दो आयामों में अनंत रूप से एन-गुना समरूपता के कई नियमित बहुभुज होते हैं, दोनों उत्तल और n ≥ 5 के लिए तारक (तारक (स्टार)) होते हैं। लेकिन उच्च आयामों में कोई अन्य नियमित पॉलीटॉप्स नहीं होते हैं। | ||
चार आयामों में नियमित 4-पॉलीटॉप में चार गुना समरूपता के साथ एक अतिरिक्त उत्तल ठोस और | तीन आयामों में उत्तल [[ प्लेटोनिक ठोस | प्लेटोनिक ठोस]] में पांच गुना-सममित [[ द्वादशफ़लक | द्वादशफ़लक]] और [[ विंशतिफलक | विंशतिफलक]] सम्मिलित हैं, और पांच गुना समरूपता के साथ चार तारक (तारक (स्टार))[[ केप्लर-पॉइन्सॉट पॉलीहेड्रा | केप्लर-पॉइन्सॉट पॉलीहेड्रा]] भी हैं, जो कुल नौ नियमित पॉलीहेड्रा लाते हैं। | ||
चार आयामों में नियमित 4-पॉलीटॉप में चार गुना समरूपता के साथ एक अतिरिक्त उत्तल ठोस और पांच गुना समरूपता के साथ सम्मिलित हैं। दस तारक (तारक (स्टार)) श्लाफली-हेस 4-पॉलीटॉप हैं, और सभी पांच गुना समरूपता के साथ, सभी सोलह नियमित 4-पॉलीटॉप में दे रहे हैं। | |||
=== तारक (स्टार) पॉलीटोप्स === | |||
{{Main|स्टार पॉलीटॉप}} | |||
एक गैर-उत्तल पॉलीटोप स्वयं प्रतिच्छेदन हो सकता है, पॉलीटोप्स के इस वर्ग में तारक (स्टार) पॉलीटोप्स में सम्मिलित हैं। कुछ नियमित पॉलीटॉप तारक (स्टार)) हैं।<ref name="coxeter1973" /> | |||
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=== यूलर विशेषता === | === यूलर विशेषता === | ||
चूँकि | चूँकि d आयामों में एक भरा हुआ उत्तल पॉलीटॉप P एक बिंदु के लिए [[संकुचन क्षम]] है, इसकी सीमा ∂P की यूलर विशेषता x वैकल्पिक योग द्वारा दी गई है | ||
:<math>\chi = n_0 - n_1 + n_2 - \cdots \plusmn n_{d-1} = 1 + (-1)^{d-1}</math>, कहाँ पे <math>n_j</math> की संख्या है <math>j</math>-आयामी फेसेस । | :<math>\chi = n_0 - n_1 + n_2 - \cdots \plusmn n_{d-1} = 1 + (-1)^{d-1}</math>, कहाँ पे <math>n_j</math> की संख्या है <math>j</math>-आयामी फेसेस । | ||
यह पॉलीहेड्रा के लिए यूलर के सूत्र को सामान्यीकृत करता है।<ref name="pands"/> | यह पॉलीहेड्रा के लिए यूलर के सूत्र को सामान्यीकृत करता है।<ref name="pands"/> | ||
=== आंतरिक कोण === | === आंतरिक कोण === | ||
| Line 150: | Line 154: | ||
== | ==पॉलीटोप के सामान्यीकरण == | ||
=== अनंत पॉलीटोप्स === | === अनंत पॉलीटोप्स === | ||
{{Main| | {{Main|एपिरोटोप}} | ||
सभी गुण परिमित नहीं होते। जहां एक पॉलीटॉप को मैनिफोल्ड के टाइलिंग या अपघटन के रूप में समझा जाता है, इस विचार को अनंत मैनिफोल्ड तक बढ़ाया जा सकता है। टेसलेशन, स्पेस-फिलिंग, हनीकॉम्ब ज्यामिति और [[ अतिशयोक्तिपूर्ण टाइलिंग ]] इस अर्थ में पॉलीटोप्स हैं, और कभी-कभी इन्हें एपिरोटोप्स कहा जाता है क्योंकि उनमें असीम रूप से कई कोशिकाएं होती हैं। | सभी गुण परिमित नहीं होते। जहां एक पॉलीटॉप को मैनिफोल्ड के टाइलिंग या अपघटन के रूप में समझा जाता है, इस विचार को अनंत मैनिफोल्ड तक बढ़ाया जा सकता है। टेसलेशन, स्पेस-फिलिंग, हनीकॉम्ब ज्यामिति और [[ अतिशयोक्तिपूर्ण टाइलिंग ]] इस अर्थ में पॉलीटोप्स हैं, और कभी-कभी इन्हें एपिरोटोप्स कहा जाता है क्योंकि उनमें असीम रूप से कई कोशिकाएं होती हैं। | ||
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=== सार पॉलीटोप्स === | === सार पॉलीटोप्स === | ||
{{Main| | {{Main|सार पॉलीटॉप}} | ||
अमूर्त पॉलीटॉप्स का सिद्धांत उनके विशुद्ध रूप से संयोजी गुणों पर विचार करते हुए, उन्हें युक्त स्थान से पॉलीटोप्स को अलग करने का प्रयास करता है। यह उन वस्तुओं को सम्मिलित करने के लिए शब्द की परिभाषा को विस्तृत करने की अनुमति देता है जिनके लिए एक सहज अंतर्निहित स्थान को परिभाषित करना मुश्किल है, जैसे कि [[ 11-कोशिका ]]। | |||
एक अमूर्त पॉलीटॉप तत्वों या सदस्यों का [[ आंशिक रूप से आदेशित सेट | आंशिक रूप से आदेशित सम्मुचय]] है, जो कुछ नियमों का पालन करता है। यह एक विशुद्ध रूप से बीजगणितीय संरचना है, और सिद्धांत को कुछ विषय से बचने के लिए विकसित किया गया था, जिससे एक सुसंगत गणितीय ढांचे के भीतर विभिन्न ज्यामितीय वर्गों का संग्रह मुश्किल हो जाता है। और संबंधित अमूर्त पॉलीटोप के कुछ वास्तविक स्थानो को एक ज्यामितीय पॉलीटोप के प्रत्यक्षीकरण के रूप में जाना जाता है।<ref>{{citation | last1 = McMullen | first1 = Peter | author1-link = Peter McMullen | first2 = Egon | last2 = Schulte | title = Abstract Regular Polytopes | edition = 1st | publisher = [[Cambridge University Press]] | isbn = 0-521-81496-0 | date = December 2002 | url-access = registration | url = https://archive.org/details/abstractregularp0000mcmu }}</ref> | |||
===जटिल पॉलीटोप्स === | ===जटिल पॉलीटोप्स === | ||
{{Main|Complex polytope}} | {{Main|Complex polytope}} | ||
जटिल हिल्बर्ट रिक्त स्थान में पॉलीटोप्स | जटिल हिल्बर्ट रिक्त स्थान में पॉलीटोप्स में समान संरचनाएं मौजूद हैं <math> \Complex^n</math> जहाँ n वास्तविक आयामों के साथ n [[ काल्पनिक संख्या | काल्पनिक]] [[संख्याए]] हैं। नियमित रूप से जटिल पॉलीटॉप्स को अधिक उचित रूप से [[ विन्यास (पॉलीटोप) ]] के रूप में जाना जाता है।<ref>Coxeter, H.S.M.; ''Regular Complex Polytopes'', 1974</ref> | ||
==द्वैत== | ==द्वैत== | ||
प्रत्येक n-पॉलीटॉप में एक दोहरी संरचना होती है, जो इसके | प्रत्येक n-पॉलीटॉप में एक दोहरी संरचना होती है, जो पहलुओं के लिए इसके शीर्षों को परस्पर बदलकर प्राप्त की जाती है, लकीरों के लिए किनारों, और इसी तरह अधिकांशता इसके (j - 1) -आयामी तत्वों को (n - j) -आयामी तत्वों (j = 1 से n − 1) के लिए परस्पर बदलते तत्वों के बीच संपर्क या घटना को बनाए रखता है। | ||
एक अमूर्त पॉलीटोप के लिए, यह | एक अमूर्त पॉलीटोप के लिए, यह केवल सम्मुचय के क्रम को उलट देता है। यह उत्क्रमण नियमित पॉलीटोप्स के लिए श्लाफली प्रतीकों में देखा जाता है, जहां दोहरी पॉलीटोप के लिए प्रतीक मूल के विपरीत होता है। उदाहरण के लिए, {4, 3, 3}, {3, 3, 4} से दोहरा है। | ||
एक ज्यामितीय पॉलीटोप के मामले में, दोहरीकरण के लिए कुछ ज्यामितीय नियम आवश्यक हैं, उदाहरण के लिए दोहरे पॉलीहेड्रा के लिए वर्णित नियम देखें। परिस्थिति के आधार पर, दोहरी आकृति | एक ज्यामितीय पॉलीटोप के मामले में, दोहरीकरण के लिए कुछ ज्यामितीय नियम आवश्यक हैं, उदाहरण के लिए दोहरे पॉलीहेड्रा के लिए वर्णित नियम देखें। परिस्थिति के आधार पर, दोहरी आकृति और ज्यामितीय पॉलीटॉप हो सकती है या नहीं भी हो सकती है।<ref>Wenninger, M.; ''Dual Models'', CUP (1983).</ref> | ||
यदि दोहरे को उलट दिया जाता है, तो मूल पॉलीटोप पुनः प्राप्त हो जाता है। इस प्रकार, पॉलीटोप्स दोहरे जोड़े में मौजूद हैं। | यदि दोहरे को उलट दिया जाता है, तो मूल पॉलीटोप पुनः प्राप्त हो जाता है। इस प्रकार, पॉलीटोप्स दोहरे जोड़े में मौजूद हैं। | ||
=== स्व-दोहरी पॉलीटोप्स === | === स्व-दोहरी पॉलीटोप्स === | ||
[[File:Schlegel wireframe 5-cell.png|120px|thumb|[[ 5-कोशिका ]] (4-सिम्प्लेक्स) 5 कोने और 5 टेट्राहेड्रल कोशिकाओं के साथ स्व-दोहरी है।]]यदि एक | [[File:Schlegel wireframe 5-cell.png|120px|thumb|[[ 5-कोशिका ]] (4-सिम्प्लेक्स) 5 कोने और 5 टेट्राहेड्रल कोशिकाओं के साथ स्व-दोहरी है।]]यदि एक पॉलीटॉप में किनारों की संख्या समान है, किनारों की लकीरें हैं, और आगे समान संयोजकताएं हैं, तो दोहरी आकृति मूल के समान होगी और पॉलीटॉप स्व-दोहरी है। | ||
कुछ सामान्य स्व-दोहरी पॉलीटोप्स में सम्मिलित | कुछ सामान्य स्व-दोहरी पॉलीटोप्स में सम्मिलित हैं। | ||
*प्रत्येक नियमित एन- | *प्रत्येक नियमित एन-एकमुखी, किसी भी संख्या में आयामों में, श्लाफली प्रतीक के साथ {3<sup>एन</sup>}. इनमें समबाहु त्रिभुज {3}, नियमित चतुष्फलक {3,3}, और 5-कोशिका {3,3,3} सम्मिलित हैं। | ||
*हर [[ हाइपरक्यूबिक मधुकोश ]], किसी भी आयाम में। इनमें एपिरोगोन {∞}, [[ चौकोर खपरैल ]] {4,4} और [[ घन मधुकोश ]] {4,3,4} सम्मिलित | *हर [[ हाइपरक्यूबिक मधुकोश | छिद्रान्वेषी मधुकोश]] , किसी भी आयाम में। इनमें एपिरोगोन {∞}, [[ चौकोर खपरैल ]] {4,4} और [[ घन मधुकोश ]] {4,3,4} सम्मिलित हैं। | ||
*कई कॉम्पैक्ट, पैराकॉम्पैक्ट और नॉनकॉम्पैक्ट हाइपरबोलिक टाइलिंग, जैसे कि [[ इकोसाहेड्रल मधुकोश ]] {3,5,3}, और [[ क्रम-5 पंचकोणीय खपरैल ]] {5,5}। | *कई कॉम्पैक्ट, पैराकॉम्पैक्ट और नॉनकॉम्पैक्ट हाइपरबोलिक टाइलिंग, जैसे कि [[ इकोसाहेड्रल मधुकोश ]] {3,5,3}, और [[ क्रम-5 पंचकोणीय खपरैल ]] {5,5}। | ||
*2 आयामों में, सभी नियमित बहुभुज | *2 आयामों में, सभी नियमित बहुभुज नियमित 2-पॉलीटॉप हैं। | ||
*3 आयामों में, विहित रूप [[ बहुभुज पिरामिड ]] और [[ लम्बी पिरामिड ]], और चतुष्फलकीय रूप से कम | *3 आयामों में, विहित रूप [[ बहुभुज पिरामिड ]] और [[ लम्बी पिरामिड ]], और चतुष्फलकीय रूप से कम डोडेकाहेड्रोन हैं। | ||
*4 आयामों में, [[ 24-सेल ]], | *4 आयामों में, [[ 24-सेल ]], श्लाफली प्रतीक {3,4,3} के साथ। इसके अलावा [[ महान 120-सेल | प्रमुख 120-सेल]] {5,5/2,5} और [[ भव्य तारकीय 120-सेल ]] {5/2,5,5/2}। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
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1882 में जर्मन में लिखते हुए रीनहोल्ड होप ने बहुभुज और पॉलीहेड्रा की इस अधिक सामान्य अवधारणा को संदर्भित करने के लिए :de:Polytop (ज्यामिति) शब्द गढ़ा। नियत समय में तर्कशास्त्री [[ जॉर्ज बूले ]] की बेटी एलिसिया बूल स्टॉट ने अंग्रेजी भाषा में अंग्रेजी भाषा में पॉलीटॉप पेश किया।<ref name="coxeter1973"/>{{rp|vi}} | 1882 में जर्मन में लिखते हुए रीनहोल्ड होप ने बहुभुज और पॉलीहेड्रा की इस अधिक सामान्य अवधारणा को संदर्भित करने के लिए :de:Polytop (ज्यामिति) शब्द गढ़ा। नियत समय में तर्कशास्त्री [[ जॉर्ज बूले ]] की बेटी एलिसिया बूल स्टॉट ने अंग्रेजी भाषा में अंग्रेजी भाषा में पॉलीटॉप पेश किया।<ref name="coxeter1973"/>{{rp|vi}} | ||
1895 में, थोरोल्ड | 1895 में, थोरोल्ड गॉसम्मुचय ने न केवल श्लाफली के नियमित पॉलीटोप्स को फिर से खोजा, बल्कि उच्च आयामों में [[ अर्धनियमित पॉलीटोप ]] और स्पेस-फिलिंग टेस्सेलेशन के विचारों की भी जांच की। पॉलीटोप्स का अध्ययन गैर-यूक्लिडियन स्थानों जैसे हाइपरबोलिक स्पेस में भी किया जाने लगा। | ||
1948 में हेरोल्ड स्कॉट मैकडोनाल्ड | 1948 में हेरोल्ड स्कॉट मैकडोनाल्ड कॉक्सम्मुचयर | एच। एस एम कॉक्सम्मुचयर की किताब [[ नियमित पॉलीटोप्स (पुस्तक) ]]पुस्तक), आज तक के काम को सारांशित करते हुए और अपने स्वयं के नए निष्कर्षों को जोड़ते हुए। | ||
इस बीच, फ्रांसीसी गणितज्ञ हेनरी पोंकारे ने एक पॉलीटोप के टोपोलॉजी विचार को [[ कई गुना (टोपोलॉजी) ]] के टुकड़े-टुकड़े अपघटन (जैसे सीडब्ल्यू-कॉम्प्लेक्स) के रूप में विकसित किया था। ब्रैंको ग्रुनबाम ने 1967 में [[ उत्तल पॉलीटोप्स ]] पर अपना प्रभावशाली काम प्रकाशित किया। | इस बीच, फ्रांसीसी गणितज्ञ हेनरी पोंकारे ने एक पॉलीटोप के टोपोलॉजी विचार को [[ कई गुना (टोपोलॉजी) ]] के टुकड़े-टुकड़े अपघटन (जैसे सीडब्ल्यू-कॉम्प्लेक्स) के रूप में विकसित किया था। ब्रैंको ग्रुनबाम ने 1967 में [[ उत्तल पॉलीटोप्स ]] पर अपना प्रभावशाली काम प्रकाशित किया। | ||
1952 में [[ जेफ्री कॉलिन शेफर्ड ]] ने इस विचार को जटिल अंतरिक्ष में [[ जटिल पॉलीटोप ]]्स के रूप में सामान्यीकृत किया, जहां प्रत्येक वास्तविक आयाम के साथ एक काल्पनिक जुड़ा होता है। | 1952 में [[ जेफ्री कॉलिन शेफर्ड ]] ने इस विचार को जटिल अंतरिक्ष में [[ जटिल पॉलीटोप ]]्स के रूप में सामान्यीकृत किया, जहां प्रत्येक वास्तविक आयाम के साथ एक काल्पनिक जुड़ा होता है। कॉक्सम्मुचयर ने सिद्धांत को और विकसित किया। | ||
जटिल पॉलीटोप्स, गैर-उत्तलता, द्वैत और अन्य घटनाओं द्वारा उठाए गए वैचारिक मुद्दों ने ग्रुनबाम और अन्य को शिखर, किनारों, चेहरों आदि से संबंधित अमूर्त संयोजन गुणों के अधिक सामान्य अध्ययन के लिए प्रेरित किया। एक संबंधित विचार घटना परिसरों का था, जो एक दूसरे के साथ विभिन्न तत्वों की घटनाओं या कनेक्शन का अध्ययन करता था। इन विकासों ने अंततः ऐसे तत्वों के आंशिक रूप से आदेशित | जटिल पॉलीटोप्स, गैर-उत्तलता, द्वैत और अन्य घटनाओं द्वारा उठाए गए वैचारिक मुद्दों ने ग्रुनबाम और अन्य को शिखर, किनारों, चेहरों आदि से संबंधित अमूर्त संयोजन गुणों के अधिक सामान्य अध्ययन के लिए प्रेरित किया। एक संबंधित विचार घटना परिसरों का था, जो एक दूसरे के साथ विभिन्न तत्वों की घटनाओं या कनेक्शन का अध्ययन करता था। इन विकासों ने अंततः ऐसे तत्वों के आंशिक रूप से आदेशित सम्मुचय, या पॉसम्मुचय के रूप में अमूर्त पॉलीटोप्स के सिद्धांत का नेतृत्व किया। [[ पीटर मैकमुलेन ]] और एगॉन शुल्ते ने 2002 में अपनी पुस्तक एब्सट्रैक्ट रेगुलर पॉलीटोप्स प्रकाशित की। | ||
चार या अधिक आयामों में एक समान पॉलीटॉप, उत्तल और गैर-उत्तल की गणना करना एक उत्कृष्ट समस्या बनी हुई है। [[ जॉन कॉनवे ]] और [[ माइकल गाइ ]] द्वारा 1965 में कंप्यूटर का उपयोग करते हुए उत्तल वर्दी 4-पॉलीटॉप्स की पूरी तरह से गणना की गई थी;<ref>[http://math.fau.edu/Yiu/Oldwebsites/RM2003/cmjConway825.pdf John Horton Conway: Mathematical Magus] - Richard K. Guy</ref><ref>{{cite journal | url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbm.2021.0034 | doi=10.1098/rsbm.2021.0034 | title=जॉन हॉर्टन कॉनवे। 26 दिसंबर 1937-11 अप्रैल 2020| journal=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society | date=June 2022 | volume=72 | pages=117–138 | last1=Curtis | first1=Robert Turner }}</ref> उच्च आयामों में यह समस्या अभी भी 1997 तक खुली थी।<ref>[http://mathserver.neu.edu/~schulte/symchapter.pdf Symmetry of Polytopes and Polyhedra], Egon Schulte. p. 12: "However, there are many more uniform polytopes but a complete list is known only for d = 4 [Joh]."</ref> 2008 के रूप में गैर-उत्तल समान पॉलीटोप्स के लिए पूर्ण गणना चार और उच्चतर आयामों में ज्ञात नहीं है।<ref>[[John Horton Conway]], Heidi Burgiel, and [[Chaim Goodman-Strauss]]: ''[[The Symmetries of Things]]'', p. 408. "There are also starry analogs of the Archimedean polyhedra...So far as we know, nobody has yet enumerated the analogs in four or higher dimensions."</ref> | चार या अधिक आयामों में एक समान पॉलीटॉप, उत्तल और गैर-उत्तल की गणना करना एक उत्कृष्ट समस्या बनी हुई है। [[ जॉन कॉनवे ]] और [[ माइकल गाइ ]] द्वारा 1965 में कंप्यूटर का उपयोग करते हुए उत्तल वर्दी 4-पॉलीटॉप्स की पूरी तरह से गणना की गई थी;<ref>[http://math.fau.edu/Yiu/Oldwebsites/RM2003/cmjConway825.pdf John Horton Conway: Mathematical Magus] - Richard K. Guy</ref><ref>{{cite journal | url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbm.2021.0034 | doi=10.1098/rsbm.2021.0034 | title=जॉन हॉर्टन कॉनवे। 26 दिसंबर 1937-11 अप्रैल 2020| journal=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society | date=June 2022 | volume=72 | pages=117–138 | last1=Curtis | first1=Robert Turner }}</ref> उच्च आयामों में यह समस्या अभी भी 1997 तक खुली थी।<ref>[http://mathserver.neu.edu/~schulte/symchapter.pdf Symmetry of Polytopes and Polyhedra], Egon Schulte. p. 12: "However, there are many more uniform polytopes but a complete list is known only for d = 4 [Joh]."</ref> 2008 के रूप में गैर-उत्तल समान पॉलीटोप्स के लिए पूर्ण गणना चार और उच्चतर आयामों में ज्ञात नहीं है।<ref>[[John Horton Conway]], Heidi Burgiel, and [[Chaim Goodman-Strauss]]: ''[[The Symmetries of Things]]'', p. 408. "There are also starry analogs of the Archimedean polyhedra...So far as we know, nobody has yet enumerated the analogs in four or higher dimensions."</ref> | ||
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== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
अनुकूलन (गणित) के क्षेत्र में, [[ रैखिक ]] | अनुकूलन (गणित) के क्षेत्र में, [[ रैखिक ]] फलन रैखिक कार्यों के अधिकतम और न्यूनतम का अध्ययन करती है; ये [[ मैक्सिमा और मिनिमा ]] एक एन-विमीय पॉलीटॉप की [[ सीमा (टोपोलॉजी) ]] पर होते हैं। रैखिक फलन में, सामान्यीकृत बैरीसेंट्रिक निर्देशांक और [[ सुस्त चर ]] के उपयोग में पॉलीटॉप होते हैं। | ||
ट्विस्टर सिद्धांत में, [[ सैद्धांतिक भौतिकी ]] की एक शाखा, एम्प्लिटुहेड्रोन नामक एक पॉलीटॉप का उपयोग उप-परमाणु कणों के प्रकीर्णन आयामों की गणना करने के लिए किया जाता है जब वे टकराते हैं। निर्माण विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक है जिसमें कोई ज्ञात भौतिक अभिव्यक्ति नहीं है, लेकिन कुछ गणनाओं को सरल बनाने के लिए कहा जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Arkani-Hamed |first1=Nima |last2=Trnka |first2=Jaroslav |year=2013 |arxiv=1312.2007 |title=एम्प्लिट्यूहेड्रोन|doi=10.1007/JHEP10(2014)030 |volume=2014 |journal=Journal of High Energy Physics|bibcode=2014JHEP...10..030A }}</ref> | ट्विस्टर सिद्धांत में, [[ सैद्धांतिक भौतिकी ]] की एक शाखा, एम्प्लिटुहेड्रोन नामक एक पॉलीटॉप का उपयोग उप-परमाणु कणों के प्रकीर्णन आयामों की गणना करने के लिए किया जाता है जब वे टकराते हैं। निर्माण विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक है जिसमें कोई ज्ञात भौतिक अभिव्यक्ति नहीं है, लेकिन कुछ गणनाओं को सरल बनाने के लिए कहा जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Arkani-Hamed |first1=Nima |last2=Trnka |first2=Jaroslav |year=2013 |arxiv=1312.2007 |title=एम्प्लिट्यूहेड्रोन|doi=10.1007/JHEP10(2014)030 |volume=2014 |journal=Journal of High Energy Physics|bibcode=2014JHEP...10..030A }}</ref> | ||
Revision as of 16:57, 17 November 2022
प्रारंभिक ज्यामिति में, एक पॉलीटोप एक ज्यामितीय वस्तु है जिसमें फ्लैट फेसेस का सामना करना पड़ता है। पॉलीटोप्स किसी भी संख्या के आयामों के लिए त्रि-आयामी बहुतल का सामान्यीकरण होता हैं। पॉलीटोप्स किसी भी सामान्य संख्या में आयाम n में n-विमीय पॉलीटोप या n-पॉलीटोप के रूप में मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्वि-आयामी बहुभुज एक 2-पॉलीटॉप है और एक त्रि-आयामी पॉलीहेड्रॉन 3-पॉलीटॉप है। इस संदर्भ में, चपटी भुजाओं का अर्थ है कि a की भुजाएँ (k + 1) पॉलीटोप से मिलकर बनता है और k-पॉलीटोप्स होते हैं जिनमें (k – 1) पॉलीटोप्स समान हो सकते हैं।
कुछ सिद्धांत आगे चलकर इस तरह की वस्तुओं को सम्मिलित करने के विचार को सामान्यीकृत करते हैं जैसे कि अनबाउंड अनंतता और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें गोलाकार पॉलीहेड्रा, और सम्मुचय-सैद्धांतिक सार पॉलीटोप्स में सम्मिलित होते हैं।
1853 से पहले लुडविग श्लाफली द्वारा पहली बार तीन से अधिक आयामों के पॉलीटोप्स की खोज की गई थी, जिन्होंने इस तरह के एक आंकड़े को एक पॉलीसेम कहा था।[1] जर्मन भाषा का शब्द पॉलीटॉप गणितज्ञ रेनहोल्ड हॉपी द्वारा निर्मित किया गया था, और एलिसिया बोले स्टॉट द्वारा अंग्रेजी गणितज्ञों को पॉलीटॉप के रूप में पेश किया गया था।
परिभाषा के दृष्टिकोण
आजकल, पॉलीटॉप शब्द एक व्यापक शब्द है जिसमें वस्तुओं की एक विस्तृत श्रेणी शामिल है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप वस्तुओं के अलग-अलग अतिव्यापी सम्मुचयों को पॉलीटॉप्स कहा जाता है। वे समान गुणों वाली अन्य वस्तुओं को शामिल करने के लिए उत्तल पॉलीटोप्स को सामान्य बनाने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मूल दृष्टिकोण सामान्तया लुडविग श्लाफली, थोरोल्ड गॉसम्मुचय और अन्य द्वारा व्यापक रूप से अनुसरण किया जाता है, क्रमशः दो या तीन आयामों में बहुभुज और पॉलीहेड्रॉन के विचार के चार या अधिक आयामों में सादृश्य द्वारा विस्तार के साथ शुरू होता है।[2]
पॉलीहेड्रा की यूलर विशेषता को उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के सामान्यीकरण के प्रयासों ने टोपोलॉजी के विकास और एक अपघटन या सीडब्ल्यू-जटिल के उपचार को एक पॉलीटॉप के अनुरूप बनाया गया है।[3] इस दृष्टिकोण में, एक पॉलीटॉप को कुछ दिए गए कई गुना के टेस्सेलेशन या अपघटन के रूप में माना जा सकता है। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण एक पॉलीटॉप को उन बिंदुओं के एक सम्मुचय के रूप में परिभाषित करता है जो एक साधारण परिसर को स्वीकार करते हैं। इस परिभाषा में, एक पॉलीटॉप, अतिरिक्त संपत्ति के साथ, बहुत से सरलताओं का संघ है, जो किसी भी दो सरलताओं के लिए, एक गैर-रिक्त प्रतिच्छेदन है। उनका प्रतिच्छेदन दोनों का एक शीर्ष, किनारा या उच्च आयामी फेस है।[4] चूँकि, यह परिभाषा आंतरिक संरचनाओं के साथ तारक (स्टार) पॉलीटोप्स की अनुमति नहीं देती है, और इसलिए यह गणित के कुछ क्षेत्रों तक ही सीमित है।
तारक (स्टार) पॉलीहेड्रा और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने एक पॉलीहेड्रॉन को एक बाउंडिंग सतह के रूप में देखा, इसके आंतरिक भाग की अनदेखी की। इस प्रकाश के पी-स्पेस में उत्तल पॉलीटोप्स (पी-1) क्षेत्र के टाइलिंग के बराबर हैं, जबकि अन्य अन्य अंडाकार, फ्लैट या टोरॉयडल (पी-1) सतहों के टाइलिंग हो सकते हैं, उदाहरण के लिए अंडाकार टाइलिंग और टोरॉयडल पॉलीहेड्रॉन देखें। पॉलीहेड्रॉन को एक ऐसी सतह के रूप में समझा जाता है जिसके फेस ज्यामिति बहुभुज के होते हैं, एक 4-पॉलीटॉप एक हाइपरसर्फेस के रूप में होता है। जिसके फेस ज्यामिति पॉलीहेड्रा के होते हैं।
निचले आयाम वाले लोगों से एक उच्च पॉलीटोप का निर्माण करने का विचार कभी-कभी आयाम में नीचे की ओर बढ़ाया जाता है, जिसमें एक किनारे को एक बिंदु जोड़ी द्वारा बंधे 1-पॉलीटॉप के रूप में देखा जाता है, और एक बिंदु या शीर्ष को 0-पॉलीटॉप के रूप में देखा जाता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग उदाहरण के लिए अमूर्त पॉलीटोप्स के सिद्धांत में किया जाता है।
गणित के कुछ क्षेत्रों में, पॉलीटोप और पॉलीहेड्रॉन शब्द एक अलग अर्थ में उपयोग किए जाते हैं: एक पॉलीहेड्रॉन किसी भी आयाम में सामान्य वस्तु है (इस आलेख में पॉलीटोप के रूप में संदर्भित) और पॉलीटोप का अर्थ है एक घिरा हुआ सम्मुचय पॉलीहेड्रॉन। रेफ> नेमहौसर और वोल्सी, इंटीजर और कॉम्बिनेटोरियल ऑप्टिमाइजेशन, 1999, ISBN 978-0471359432, परिभाषा 2.2। </ रेफ> यह शब्दावली विशिष्ट रूप से पॉलीटोप्स और पॉलीहेड्रा तक ही सीमित है जो उत्तल हैं। इस शब्दावली के साथ, एक उत्तल पॉलीहेड्रॉन अर्ध स्थानों की एक परिमित संख्या का प्रतिच्छेदन है और इसके पक्षों द्वारा परिभाषित किया गया है, जबकि एक उत्तल पॉलीटोप बिंदुओं की एक परिमित संख्या का उत्तल पतवार है और इसके शीर्षों द्वारा परिभाषित किया गया है।
आयामों की कम संख्या वाले पॉलीटोप्स के मानक नाम हैं।
| आयाम
पॉलीटोप का |
विवरण |
|---|---|
| −1 | नुलिटोप |
| 0 | Monon |
| 1 | डायोन |
| 2 | बहुभुज |
| 3 | बहुतल |
| 4 | पॉलीकोरोन |
तत्व
एक पॉलीटोप में विभिन्न आयामों के तत्व सम्मिलित होते हैं जैसे कोने, किनारे, फेसेस, कोशिकाएं आदि। इनके लिए शब्दावली विभिन्न लेखकों के बीच पूरी तरह से संगत नहीं है। उदाहरण के लिए, कुछ लेखक एक (n − 1) आयामी तत्व को संदर्भित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं जबकि अन्य विशेष रूप से 2-फेसेस को निरूपित करने के लिए फेसेस का उपयोग करते हैं। जे आयामों के एक तत्व को इंगित करने के लिए लेखक जे फेस या जे फलक का उपयोग कर सकते हैं। कुछ किनारे का उपयोग रिज को संदर्भित करने के लिए करते हैं, जबकि एच.एस.एम. कॉक्सम्मुचयर सेल का उपयोग एन -1 आयामी तत्व को निरूपित करने के लिए सेल का उपयोग करता है।[5][citation needed] इस लेख में अपनाई गई शर्तें नीचे दी गई तालिका में दी गई हैं।
| आयाम
तत्व का |
शर्त
(एन-पॉलीटॉप में) |
|---|---|
| −1 | शून्यता (अमूर्त सिद्धांत में आवश्यक)) |