Ребро (геометрия)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Три ребра AB, BC и CA, каждое из которых соединяет две вершины треугольника.

Многоугольник, ограниченный рёбрами (в данном случае — квадрат, имеющий 4 ребра).
граней многогранника, в данном случае, куба
.

Любое ребро является общим для трёх и более граней четырёхмерного многогранника, как видно на этой проекции тессеракта.

Ребро в

граней[3]. Отрезок, соединяющий две вершины и проходящий через внутренние или внешние точки, ребром не является и называется диагональю
.

Связь с рёбрами графа

Любой многогранник может быть представлен его рёберным

рёбра графа соответствуют геометрическим рёбрам[4]. И обратно, графы, являющиеся скелетами трёхмерных многогранников по теореме Штайница — то же самое, что вершинно k-связные планарные графы[5]
.

Число рёбер в многограннике

Любая поверхность выпуклого многогранника имеет эйлерову характеристику

где  — число вершин,  — число рёбер, а  — число

граней. Это равенство известно как формула Эйлера. Таким образом, число рёбер на 2 меньше суммы числа вершин и граней. Например, куб
имеет 8 вершин и 6 граней, а потому (по формуле) 12 рёбер.

Инцидентность другим граням

В многоугольнике в каждой вершине сходятся два ребра (стороны). По теореме Балинского по меньшей мере рёбер сходятся в каждой вершине -мерного выпуклого многогранника[6]. Аналогично, в трёхмерном многограннике в точности две двумерные грани имеют общее ребро[7], в то время как в многогранниках более высоких размерностей общее ребро могут иметь три и более двумерных граней.

Альтернативная терминология

В теории выпуклых многогранников высоких размерностей (свыше 3) фасета (сторона -мерного многогранника) — это -мерная грань. Таким образом, рёбра (стороны) многоугольника являются также фасетами (для трёхмерных многогранников фасетами будут грани)[8].

См. также

Примечания

  1. Ziegler, 1995, с. 51, Definition 2.1.
  2. Weisstein, Eric W. «Polygon Edge.» From MathWorld--A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/PolygonEdge.html Архивная копия от 26 июля 2020 на Wayback Machine
  3. Weisstein, Eric W. «Polytope Edge.» From MathWorld--A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/PolytopeEdge.html Архивная копия от 24 мая 2016 на Wayback Machine
  4. Senechal, 2013, с. 81.
  5. Pisanski, Randić, 2000, с. 174–194.
  6. Balinski, 1961, с. 431–434.
  7. Wenninger, 1974, с. 1.
  8. Seidel, 1986, с. 404–413.

Литература

  • Günter M. Ziegler. Lectures on Polytopes. — Springer, 1995. — Т. 152. — (Graduate Texts in Mathematics).
  • M. L. Balinski. On the graph structure of convex polyhedra in n-space // Pacific Journal of Mathematics. — 1961. — Vol. 11. — Вып. 2. — .
  • Magnus J. Wenninger. Polyhedron Models. — Cambridge University Press, 1974. — ISBN 9780521098595.
  • Marjorie Senechal. Shaping Space: Exploring Polyhedra in Nature, Art, and the Geometrical Imagination. — Springer, 2013. — ISBN 9780387927145.
  • Tomaž Pisanski, Milan Randić. Geometry at work / Catherine A. Gorini. — Washington, DC: Math. Assoc. America, 2000. — Т. 53. — (MAA Notes).. См., в частности, теорему 3, стр. 176.
  • Raimund Seidel. Proceedings of the Eighteenth Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC '86). — 1986. — .

Ссылки