पॉलीटॉप: Difference between revisions
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| colspan="6" | एक | | colspan="6" | एक बहुकोणीय आकृति एक 3-आयामी पॉलीटॉप है | ||
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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 है, खुला (इसकी सीमा को छोड़कर), केवल बाउंडिंग सर्किट (इसके आंतरिक भाग को अनदेखा करना), बंद (इसकी सीमा और इसके आंतरिक दोनों सहित), और विभिन्न क्षेत्रों के अलग-अलग घनत्व के साथ स्व-प्रतिच्छेद करना]]प्रारंभिक ज्यामिति में, | [[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 है, खुला (इसकी सीमा को छोड़कर), केवल बाउंडिंग सर्किट (इसके आंतरिक भाग को अनदेखा करना), बंद (इसकी सीमा और इसके आंतरिक दोनों सहित), और विभिन्न क्षेत्रों के अलग-अलग घनत्व के साथ स्व-प्रतिच्छेद करना]]प्रारंभिक ज्यामिति में, पॉलीटोप एक ज्यामितीय ऑब्जेक्ट है जिसमें समतल [[फेसेस]] होते है। पॉलीटोप्स किसी भी संख्या के आयामों के लिए त्रि-आयामी [[ बहुतल | बहुकोणीय आकृति]] 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 उपलब्ध हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्वि-आयामी बहुभुज एक 2-पॉलीटॉप है और एक त्रि-आयामी बहुकोणीय आकृति 3-पॉलीटॉप है। इस संदर्भ में, चपटी भुजाओं का अर्थ है कि (k + 1)-पॉलीटॉप की भुजाओं में k-पॉलीटोप्स होते हैं जिनमें (k - 1) पॉलीटोप्स समान हो सकते हैं। | ||
कुछ सिद्धांतों ने इस विचार को सामान्य बना दिया है जैसे कि अपरिबद्ध [[ अनंतता |अनंतता]] और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें [[गोलाकार पॉलीहेड्रा,]] और सम्मुचय-सैद्धांतिक सार पॉलीटोप्स में सम्मिलित | कुछ सिद्धांतों ने इस विचार को सामान्य बना दिया है जैसे कि अपरिबद्ध [[ अनंतता |अनंतता]] और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें [[गोलाकार पॉलीहेड्रा,|गोलाकार बहुकोणीय आकृति,]] और सम्मुचय-सैद्धांतिक का सार पॉलीटोप्स में सम्मिलित होता 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 | 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 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 ऑब्जेक्ट्स की एक विस्तृत श्रेणी सम्मिलित है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऑब्जेक्ट्स के अलग-अलग अतिव्यापी सम्मुचयों को पॉलीटॉप्स कहा जाता है। वे समान गुणों वाली अन्य ऑब्जेक्ट्स को सम्मिलित करने के लिए उत्तल पॉलीटोप्स को सामान्य बनाने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। | आजकल, पॉलीटॉप शब्द एक व्यापक शब्द है जिसमें ऑब्जेक्ट्स की एक विस्तृत श्रेणी सम्मिलित है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऑब्जेक्ट्स के अलग-अलग अतिव्यापी सम्मुचयों को पॉलीटॉप्स कहा जाता है। वे समान गुणों वाली अन्य ऑब्जेक्ट्स को सम्मिलित करने के लिए उत्तल पॉलीटोप्स को सामान्य बनाने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। | ||
लुडविग श्लाफली, [[थोरोल्ड गॉसेट]] द्वारा मूल दृष्टिकोण का व्यापक रूप से पालन किया जाता है, और अन्य क्रमशः दो और तीन आयामों में बहुभुज और बहुकोणीय आकृति की अवधारणाक को चार या अधिक आयामों में सादृश्य विस्तार के साथ शुरू होते हैं।<ref name="coxeter1973">Coxeter (1973)</ref> | |||
बहुकोणीय आकृत की [[यूलर विशेषता]] को उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के सामान्यीकरण के प्रयासों ने टोपोलॉजी के विकास और अपघटन या [[ स.ग.-जटिल |सीडब्ल्यू-जटिल]] के निरूपण 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, पॉलीटॉप, किसी दिए गए मैनिफोल्ड के उत्कीर्णन या अपघटन के रूप में माना जा सकता है। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण पॉलीटॉप को उन बिंदुओं के एक सम्मुचय के रूप में परिभाषित करता है जो एक साधारण परिसर को स्वीकार करते हैं। इस परिभाषा में, पॉलीटॉप अतिरिक्त गुण धर्म के साथ, बहुत से [[ सरल |सरलताओं]] का संघ है, जो किसी भी दो सरलताओं के लिए, एक गैर-रिक्त प्रतिच्छेदन है। और 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 तारक (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। | ||
तारक(स्टार) | तारक(स्टार) बहुकोणीय आकृति और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने एक बहुकोणीय आकृति 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 अर्धवृत्ताकार, फ्लैट या टोरॉयडल(पी-1) सतहों के टाइलिंग हो सकते हैं, उदाहरण के लिए [[अंडाकार टाइलिंग|अर्धवृत्ताकार टाइलिंग]] और [[टोरॉयडल पॉलीहेड्रॉन|टोरॉयडल]] बहुकोणीय आकृति देखें। बहुकोणीय आकृति 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 बहुकोणीय आकृति 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 | गणित के कुछ क्षेत्रों में, पॉलीटोप और बहुकोणीय आकृति शब्द एक अलग अर्थ में उपयोग किए जाते हैं: एक बहुकोणीय आकृति 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। <nowiki><ref>नेमहौसर और वोल्सी, इंटीजर और कॉम्बिनेटोरियल ऑप्टिमाइजेशन, 1999, </nowiki>{{isbn|978-0471359432}}, परिभाषा 2.2।<nowiki></ref></nowiki> यह शब्दावली विशिष्ट रूप से पॉलीटोप्स और बहुकोणीय आकृति तक ही सीमित है जो [[उत्तल]] हैं। इस शब्दावली के साथ, एक उत्तल बहुकोणीय आकृति 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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|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 निर्मित करते 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 | 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 निर्मित करते 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 बहुकोणीय आकृति होता है। | ||
==बहुलकों के महत्वपूर्ण वर्ग == | ==बहुलकों के महत्वपूर्ण वर्ग == | ||
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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>-पॉलीटॉप}} <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>-डाईलेट}} 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 | दोहरी | उत्तल पॉलीटॉप्स का एक निश्चित वर्ग प्रतिवर्ती पॉलीटोप्स हैं। एक अभिन्न {{nobr|<math>d</math>-पॉलीटॉप}} <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>-डाईलेट}} 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 | दोहरी बहुकोणीय आकृति]] 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|नियमित पॉलीटॉप}} | {{Main|नियमित पॉलीटॉप}} | ||
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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)) होते हैं। लेकिन उच्च आयामों में कोई अन्य नियमित पॉलीटॉप्स नहीं होते हैं। | 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)) होते हैं। लेकिन उच्च आयामों में कोई अन्य नियमित पॉलीटॉप्स नहीं होते हैं। | ||
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 | 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 बहुकोणीय आकृति]] भी हैं, जो कुल नौ नियमित बहुकोणीय आकृति 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। | 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। | ||
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:<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 | यह बहुकोणीय आकृति के लिए यूलर के सूत्र को सामान्यीकृत करता है।<ref name="pands"/> | ||
=== आंतरिक कोण === | === आंतरिक कोण === | ||
ग्राम-यूलर प्रमेय इसी तरह [[ आंतरिक और बाहरी कोण | आंतरिक और बाहरी कोणों]] के वैकल्पिक योग को सामान्य करता है <math display="inline"> \sum \varphi</math> उत्तल | ग्राम-यूलर प्रमेय इसी तरह [[ आंतरिक और बाहरी कोण | आंतरिक और बाहरी कोणों]] के वैकल्पिक योग को सामान्य करता है <math display="inline"> \sum \varphi</math> उत्तल बहुकोणीय आकृति के लिए उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के लिए है<ref name="pands">M. A. Perles and G. C. Shephard. 1967. "Angle sums of convex polytopes". ''Math. Scandinavica'', Vol 21, No 2. March 1967. pp. 199–218.</ref> | ||
: <math>\sum \varphi = (-1)^{d-1}</math> | : <math>\sum \varphi = (-1)^{d-1}</math> | ||
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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। | ||
इनमें [[ नियमित तिरछा पॉलीहेड्रॉन | नियमित तिरछा | इनमें [[ नियमित तिरछा पॉलीहेड्रॉन | नियमित तिरछा बहुकोणीय आकृति]] और नियमित एपिरोगोन, स्क्वायर टाइलिंग, क्यूबिक मधुकोश, और इतने पर प्रतिनिधित्व करने वाली टाइलिंग की अनंत श्रृंखला सहित नियमित रूप से हैं। | ||
=== सार पॉलीटोप्स === | === सार पॉलीटोप्स === | ||
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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 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 | एक ज्यामितीय पॉलीटोप के मामले में, दोहरीकरण के लिए कुछ ज्यामितीय नियम आवश्यक हैं, उदाहरण के लिए दोहरे बहुकोणीय आकृति 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 उपलब्ध हैं। | यदि दोहरे को उलट दिया जाता है, तो मूल पॉलीटोप पुनः प्राप्त हो जाता है। इस प्रकार, पॉलीटोप्स दोहरे जोड़े में उपलब्ध हैं। | ||
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अगस्त 1827 में फर्डिनैंड मोबियस को पता चला कि दर्पण छवि के दो ठोस तत्वों को एक को चौथे गणितीय आयाम में घुमा कर परतदार किया जाता है। 1850 के दशक तक, मुट्ठी भर अन्य गणितज्ञों जैसे [[ आर्थर केली ]] और [[ हरमन ग्रासमैन ]] ने भी उच्च आयामों पर विचार किया था। | अगस्त 1827 में फर्डिनैंड मोबियस को पता चला कि दर्पण छवि के दो ठोस तत्वों को एक को चौथे गणितीय आयाम में घुमा कर परतदार किया जाता है। 1850 के दशक तक, मुट्ठी भर अन्य गणितज्ञों जैसे [[ आर्थर केली ]] और [[ हरमन ग्रासमैन ]] ने भी उच्च आयामों पर विचार किया था। | ||
लुडविग श्लाफली इन उच्च स्थानों में बहुभुज और | लुडविग श्लाफली इन उच्च स्थानों में बहुभुज और बहुकोणीय आकृति के अनुरूपों पर विचार करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने 1852 में छह उत्तल नियमित 4-पॉलीटोप्स का वर्णन किया लेकिन उनकी मृत्यु के छह साल बाद 1901 तक उनका काम प्रकाशित नहीं हुआ। 1854 तक, [[ बर्नहार्ड रीमैन ]] की [[ आवास थीसिस ]] ने उच्च आयामों की ज्यामिति को दृढ़ता से स्थापित किया था, और इस प्रकार एन-आयामी पॉलीटोप्स की अवधारणा को स्वीकार्य बना दिया गया था। श्लाफली के पॉलीटॉप्स को उनके जीवनकाल में भी, बाद के दशकों में कई बार फिर से खोजा गया। | ||
1882 में जर्मन में लिखते हुए रीनहोल्ड होप ने बहुभुज और | 1882 में जर्मन में लिखते हुए रीनहोल्ड होप ने बहुभुज और बहुकोणीय आकृति की इस अधिक सामान्य अवधारणा को संदर्भित करने के लिए डी पॉलीटॉप (ज्यामिति) शब्द बनाया। नियत समय में तर्कशास्त्री [[ जॉर्ज बूले ]] की बेटी एलिसिया बूल स्टॉट ने अंग्रेजी भाषा में पॉलीटॉप पेश किया।<ref name="coxeter1973"/>{{rp|vi}} | ||
1895 में, थोरल्ड कोणिका की न केवल शीलफली की नियमित पोलिटोप की खोज की बल्कि [[ अर्धनियमित पॉलीटोप |अर्धनियमित पॉलीटोप]] पोलिटोप और स्पेस भरने की चौकोर के उच्च आयामों में खोज की। पॉलीटोप्स का अध्ययन गैर यूक्लिडियन स्पेस जैसे हाइपरबोलिक स्पेस में भी शुरू हुआ। | 1895 में, थोरल्ड कोणिका की न केवल शीलफली की नियमित पोलिटोप की खोज की बल्कि [[ अर्धनियमित पॉलीटोप |अर्धनियमित पॉलीटोप]] पोलिटोप और स्पेस भरने की चौकोर के उच्च आयामों में खोज की। पॉलीटोप्स का अध्ययन गैर यूक्लिडियन स्पेस जैसे हाइपरबोलिक स्पेस में भी शुरू हुआ। | ||
Revision as of 23:28, 24 November 2022
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एक बहुभुज एक 2-आयामी पॉलीटॉप है। बहुभुज को विभिन्न मानदंडों के अनुसार चित्रित किया जा सकता है। कुछ उदाहरण है, खुला (इसकी सीमा को छोड़कर), केवल बाउंडिंग सर्किट (इसके आंतरिक भाग को अनदेखा करना), बंद (इसकी सीमा और इसके आंतरिक दोनों सहित), और विभिन्न क्षेत्रों के अलग-अलग घनत्व के साथ स्व-प्रतिच्छेद करना
प्रारंभिक ज्यामिति में, पॉलीटोप एक ज्यामितीय ऑब्जेक्ट है जिसमें समतल फेसेस होते है। पॉलीटोप्स किसी भी संख्या के आयामों के लिए त्रि-आयामी बहुकोणीय आकृति का सामान्यीकरण होता हैं। पॉलीटोप्स किसी भी सामान्य संख्या में आयाम n में n-विमीय पॉलीटोप या n-पॉलीटोप के रूप में उपलब्ध हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्वि-आयामी बहुभुज एक 2-पॉलीटॉप है और एक त्रि-आयामी बहुकोणीय आकृति 3-पॉलीटॉप है। इस संदर्भ में, चपटी भुजाओं का अर्थ है कि (k + 1)-पॉलीटॉप की भुजाओं में k-पॉलीटोप्स होते हैं जिनमें (k - 1) पॉलीटोप्स समान हो सकते हैं।
कुछ सिद्धांतों ने इस विचार को सामान्य बना दिया है जैसे कि अपरिबद्ध अनंतता और चौकोर, अपघटन या घुमावदार मैनिफोल्ड्स की टाइलिंग जिसमें गोलाकार बहुकोणीय आकृति, और सम्मुचय-सैद्धांतिक का सार पॉलीटोप्स में सम्मिलित होता 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 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 ऑब्जेक्ट्स की एक विस्तृत श्रेणी सम्मिलित है, और गणितीय साहित्य में विभिन्न परिभाषाएँ दिखाई देती हैं। इनमें से कई परिभाषाएँ एक-दूसरे के समतुल्य नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऑब्जेक्ट्स के अलग-अलग अतिव्यापी सम्मुचयों को पॉलीटॉप्स कहा जाता है। वे समान गुणों वाली अन्य ऑब्जेक्ट्स को सम्मिलित करने के लिए उत्तल पॉलीटोप्स को सामान्य बनाने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
लुडविग श्लाफली, थोरोल्ड गॉसेट द्वारा मूल दृष्टिकोण का व्यापक रूप से पालन किया जाता है, और अन्य क्रमशः दो और तीन आयामों में बहुभुज और बहुकोणीय आकृति की अवधारणाक को चार या अधिक आयामों में सादृश्य विस्तार के साथ शुरू होते हैं।[2]
बहुकोणीय आकृत की यूलर विशेषता को उच्च-आयामी पॉलीटोप्स के सामान्यीकरण के प्रयासों ने टोपोलॉजी के विकास और अपघटन या सीडब्ल्यू-जटिल के निरूपण को एक पॉलीटॉप के अनुरूप बनाया गया है।[3] इस दृष्टिकोण में, पॉलीटॉप, किसी दिए गए मैनिफोल्ड के उत्कीर्णन या अपघटन के रूप में माना जा सकता है। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण पॉलीटॉप को उन बिंदुओं के एक सम्मुचय के रूप में परिभाषित करता है जो एक साधारण परिसर को स्वीकार करते हैं। इस परिभाषा में, पॉलीटॉप अतिरिक्त गुण धर्म के साथ, बहुत से सरलताओं का संघ है, जो किसी भी दो सरलताओं के लिए, एक गैर-रिक्त प्रतिच्छेदन है। और 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) बहुकोणीय आकृति और अन्य असामान्य निर्माणों की खोज ने एक बहुकोणीय आकृति 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 अर्धवृत्ताकार, फ्लैट या टोरॉयडल(पी-1) सतहों के टाइलिंग हो सकते हैं, उदाहरण के लिए अर्धवृत्ताकार टाइलिंग और टोरॉयडल बहुकोणीय आकृति देखें। बहुकोणीय आकृति 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 बहुकोणीय आकृति 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 बहुकोणीय आकृति शब्द एक अलग अर्थ में उपयोग किए जाते हैं: एक बहुकोणीय आकृति किसी भी आयाम में सामान्य वस्तु है (इस आलेख में पॉलीटोप के रूप में संदर्भित) और पॉलीटोप का