قائمة مجسمات جونسون

من testwiki
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

قالب:يتيمة في الهندسة، تُعَرّف المجسمات بأنها أجسام ثلاثية الأبعاد حيث تتصل النقاط بواسطة خطوط لتشكيل المضلعات. تُعْرَف النقاط والخطوط والمضلعات في المجسم باسم الرؤوس والحواف والوجوه، على التوالي.قالب:Sfnp يُعتبر المجسم محدبًا إذا:[١]

  • كانت أقصر مسافة بين أي نقطتين من رؤوسه تقع إما داخل داخله أو على حدوده.
  • لا تتشارك أي من وجوهه في نفس المستوى—لا تتواجد في نفس المستوى ولا "تكون مسطحة".
  • لا تكون أي من حوافه متساوية في خط مستقيم—ليست أجزاءً من نفس الخط.

يُعرف المجسم المحدب الذي تكون وجوهه مضلعات منتظمة باسم مجسم جونسون، أو أحيانًا باسم مجسم جونسون-زالجالر. يستبعد بعض المؤلفين المجسمات الموحدة من التعريف. المجسم الموحد هو مجسم تكون وجوهه منتظمة وهي متساوية الوجه؛ تشمل الأمثلة المجسمات البلاتونية والمجسمات الأرخيميدسية بالإضافة إلى المكعبات والمضلع المضاد.[٢]

تُسمى مجسمات جونسون بهذا الاسم نسبةً إلى عالم الرياضيات الأمريكي نورمان جونسون (1930–2017)، الذي نشر قائمة تضم 92 من هذه المجسمات في عام 1966، حيث افترض بأن القائمة كاملة وأنه لا توجد أمثلة أخرى. وقد أثبتت صحتها بواسطة عالم الرياضيات الروسي-الإسرائيلي فيكتور زالجالر (1920–2020) في عام 1969.[٣]

يمكن تصنيف بعض مجسمات جونسون كمجسمات أساسية، مما يعني أنه لا يمكن فصلها بواسطة مستوى لإنشاء مجسمين صغيرين محدبين بوجوه منتظمة. المجسمات التي تلبي هذه المعايير هي الستة الأولى—هرم مربع متساوي الأضلاع، هرم خماسي الشكل، كوبولا مثلثية، كوبولا مربعة، كوبولا خماسية الشكل، وروتندا خماسية الشكل. كما يلبي هذه المعايير أحد عشر مجسمًا آخر من مجسمات جونسون، وهي على وجه التحديد على وجه التحديد، ، المعينات المتوازية المتناقصة، المجسمات المعينية ثلاثية التناقص، ديسفينويد أزز، مضاد للمربعات الأزدراء، الوتدي الإكليلي، تضخم الوتدي، هيبيسفينوميجا كورونا، ديسفينوسينجولوم، بيلونبيروتوندا، وهيبيسفينوروتوندا الثلاثي.

المجسمات العشرونية المتناقصة، المعينات المتوازية المتناقصة، المجسمات المعينية ثلاثية التناقص، مجسم ديسفينويد متماثل، مجسم مربع مضاد متماثل، مجسم تاجي إكليلي، مجسم تاجي متضخم، هيبيسفينوميجا كورونا، ديسفينوسينجولوم بيلونبيروتوندا، ووهيبيسفينوروتوندا الثلاثي.[٤] بقية مجسمات جونسون ليست أساسية، ويتم بناؤها باستخدام أول ستة مجسمات جونسون مع المجسمات البلانية والأرخيميدسية بعمليات مختلفة. تتضمن الزيادة ربط مجسمات جونسون بوجه واحد أو أكثر من المجسمات، بينما تتضمن الإطالة أو الإطالة الدورانية ربطها بأسس مكعب أو مضلع مضاد، على التوالي. يتم بناء بعض المجسمات الأخرى عن طريق التقليل، وهو إزالة أحد أول ستة مجسمات من واحد أو أكثر من وجوه المجسم.[٥]

يحتوي الجدول التالي على 92 من مجسمات جونسون، مع طول حافة a. يتضمن الجدول ترقيم المجسم (المشار إليه بـ Jn).قالب:Sfnp كما يتضمن عدد الرؤوس والحواف والوجوه لكل مجسم، بالإضافة إلى مجموعة التناظر، ومساحة السطح A، والحجم V. لكل مجسم خصائصه الخاصة بما في ذلك التناظر والقياس. يُقال إن كائنًا ما له تناظر إذا كان هناك تحويل يطابقه بنفسه. يمكن تجميع جميع تلك التحويلات في مجموعة، جنبًا إلى جنب مع عدد عناصر المجموعة، المعروف باسم ترتيب المجموعة. في الفضاء ثنائي الأبعاد، تشمل هذه التحويلات الدوران حول مركز المضلع وانعكاس كائن حول الخط العمودي للمضلع. يُشار إلى المضلع الذي يتم تدويره بشكل متناظر بمقدار 360n بـ Cn، وهو مجموعة دورانية من ترتيب n؛ يؤدي دمج هذا مع التناظر الانعكاسي إلى تناظر مجموعة ثنائية Dn من ترتيب 2n.[٦] في نقاط تناظر ثلاثية الأبعاد، تشمل التحويلات التي تحافظ على تناظر المجسم دوران حول الخط الذي يمر عبر مركز القاعدة، المعروف باسم محور التناظر، والانعكاس بالنسبة للمستويات العمودية التي تمر عبر قسم القاعدة، والذي يعرف باسم التناظر الهرمي Cnv من ترتيب 2n. تُعرف التحويلة التي تحافظ على تناظر المجسّم بالانعكاس عبر مستوى أفقي باسم التناظر الهرمي Dnh من ترتيب 4n. يحافظ التناظر المضاد الهرمي Dnd من ترتيب 4n على التناظر عن طريق تدوير نصف القاعدة السفلية والانعكاس عبر المستوى الأفقي.

تحتفظ التناظرية بالتماثل من خلال تدوير نصفها السفلي والانعكاس عبر المستوى الأفقي. تُحافظ مجموعة التناظر Cnh من الرتبة 2n على التماثل من خلال الدوران حول محور التناظر والانعكاس على المستوى الأفقي؛ الحالة المحددة التي تحافظ على التماثل من خلال دوران كامل واحد هي C1h من الرتبة 2، وغالبًا ما يُشار إليها بـ Cs.[٧] تشمل قياسات الأشكال المتعددة السطوح مساحة السطح والحجم. تُحسب المساحة كقياس ثنائي الأبعاد من خلال حاصل ضرب الطول والعرض؛ بالنسبة للمتعدد السطوح، مساحة السطح هي مجموع مساحات جميع وجوهه.قالب:Sfnp الحجم هو قياس لمنطقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.قالب:Sfnp يمكن تحديد حجم الشكل المتعدد السطوح بطرق مختلفة: إما من خلال قاعدته وارتفاعه (مثل الأهرامات والمنشورات)، أو عن طريق تقطيعه إلى قطع وجمع أحجامها الفردية، أو من خلال إيجاد جذر متعدد الحدود يمثل الشكل المتعدد السطوح.[٨]

الأشكال الـ 92 لجونسون
Jn اسم الشكل صورة الرؤوس الحواف الوجوه مجموعة التناظر ورقمها الرتبةقالب:Sfnp مساحة السطح والحجمقالب:Sfnp
1 هرم مربع متساوي الأضلاع 5 8 5 C4v من الرتبة 8 A=(1+3)a22.7321a2V=26a30.2357a3
2 هرم خماسي 6 10 6 C5v من الرتبة 10 A=a2252(10+5+75+305)3.8855a2V=(5+524)a30.3015a3
3 قبة مثلثية 9 15 8 C3v من الرتبة 6 A=(3+532)a27.3301a2V=(532)a31.1785a3
4 قالب:Ill-WD2 12 20 10 C4v من الرتبة 8 A=(7+22+3)a211.5605a2V=(1+223)a31.9428a3
5 Pentagonal cupola 15 25 12 C5v من الرتبة 10 A=(14(20+53+5(145+625)))a216.5798a2V=(16(5+45))a32.3241a3
6 Pentagonal rotunda 20 35 17 C5v من الرتبة 10 A=(12(53+10(65+295)))a222.3472a2V=(112(45+175))a36.9178a3
7 Elongated triangular pyramid 7 12 7 C3v من الرتبة 6 A=(3+3)a24.7321a2V=(112(2+33))a30.5509a3
8 Elongated square pyramid 9 16 9 C4v من الرتبة 8 A=(5+3)a26.7321a2V=(1+26)a31.2357a3
9 Elongated pentagonal pyramid 11 20 11 C5v من الرتبة 10 A=20+53+25+1054a28.8855a2V=(5+5+625+10524)a32.022a3
10 Gyroelongated square pyramid 9 20 13 C4v من الرتبة 8 A=(1+33)a26.1962a2V=16(2+24+32)a31.1927a3
11 Gyroelongated pentagonal pyramid 11 25 16 C5v من الرتبة 10 A=14(153+5(5+25))a28.2157a2V=124(25+95)a31.8802a3
12 Triangular bipyramid 5 9 6 D3h من الرتبة 12 A=332a22.5981a2V=26a30.2358a3
13 قالب:Ill-WD2 7 15 10 D5h من الرتبة 20 A=532a24.3301a2V=112(5+5)a30.603a3
14 Elongated triangular bipyramid 8 15 9 D3h من الرتبة 12 A=32(2+3)a25.5981a2V=112(22+33)a30.6687a3
15 Elongated square bipyramid 10 20 12 D4h من الرتبة 16 A=2(2+3)a27.4641a2V=13(3+2)a31.4714a3
16 Elongated pentagonal bipyramid 12 25 15 D5h من الرتبة 20 A=52(2+3)a29.3301a2V=112(5+5+35(5+25))a32.3235a3
17 Gyroelongated square bipyramid 10 24 16 D4d من الرتبة 16 A=43a26.9282a2V=13(2+4+32)a31.4284a3
18 Elongated triangular cupola 15 27 14 C3v من الرتبة 6 A=12(18+53)a213.3301a2V=16(52+93)a33.7766a3
19 Elongated square cupola 20 36 18 C4v من الرتبة 8 A=(15+22+3)a219.5605a2V=(3+823)a36.7712a3
20 Elongated pentagonal cupola 25 45 22 C5v من الرتبة 10 A=14(60+53+105+25+5(5+25))a226.5798a2V=16(5+45+155+25)a310.0183a3
21 Elongated pentagonal rotunda 30 55 27 C5v من الرتبة 10 A=12a2(20+53+55+25+35(5+25))32.3472a2V=112a3(45+175+305+25)14.612a3
22 Gyroelongated triangular cupola 15 33 20 C3v من الرتبة 6 A=12(6+113)a212.5263a2V=13612+183+301+3a33.5161a3
23 Gyroelongated square cupola 20 44 26 C4v من الرتبة 8 A=(7+22+53)a218.4887a2V=(1+232+234+22+2146+1032)a36.2108a3
24 Gyroelongated pentagonal cupola 25 55 32 C5v من الرتبة 10 A=14(20+253+105+25+5(5+25))a225.2400a2V=(56+235+562650+2905252)a39.0733a3
25 Gyroelongated pentagonal rotunda 30 65 37 C5v من الرتبة 10 A=12(153+(5+35)5+25)a231.0075a2V=(4512+17125+562650+2905252)a313.6671a3
26 Gyrobifastigium 8 14 8 D2d من الرتبة 8 A=(4+3)a25.7321a2V=(32)a30.866a3
27 Triangular orthobicupola 12 24 14 D3h من الرتبة 12 A=2(3+3)a29.4641a2V=523a32.357a3
28 Square orthobicupola 16 32 18 D4h من الرتبة 16 A=2(5+3)a213.4641a2V=(2+423)a33.8856a3
29 Square gyrobicupola 16 32 18 D4d من الرتبة 16 A=2(5+3)a213.4641a2V=(2+423)a33.8856a3
30 Pentagonal orthobicupola 20 40 22 D5h من الرتبة 20 A=(10+52(10+5+75+305))a217.7711a2V=13(5+45)a34.6481a3
31 Pentagonal gyrobicupola 20 40 22 D5d من الرتبة 20 A=(10+52(10+5+75+305))a217.7711a2V=13(5+45)a34.6481a3
32 Pentagonal orthocupolarotunda 25 50 27 C5v من الرتبة 10 A=(5+141900+4905+21075+305)a223.5385a2V=512(11+55)a39.2418a3
33 Pentagonal gyrocupolarotunda 25 50 27 C5v من الرتبة 10 A=(5+1543+7425+105)a223.5385a2V=512(11+55)a39.2418a3
34 Pentagonal orthobirotunda 30 60 32 D5h من الرتبة 20 A=((53+35(5+25))a229.306a2V=16(45+175)a313.8355a3
35 Elongated triangular orthobicupola 18 36 20 D3h من الرتبة 12 A=2(6+3)a215.4641a2V=(523+332)a34.9551a3
36 Elongated triangular gyrobicupola 18 36 20 D3d من الرتبة 12 A=2(6+3)a215.4641a2V=(523+332)a34.9551a3
37 Elongated square gyrobicupola 24 48 26 D4d من الرتبة 16 A=2(9+3)a221.4641a2V=(4+1023)a38.714a3
38 Elongated pentagonal orthobicupola 30 60 32 D5h من الرتبة 20 A=(20+52(10+5+75+305))a227.7711a2V=16(10+85+155+25)a312.3423a3
39 Elongated pentagonal gyrobicupola 30 60 32 D5d من الرتبة 20 A=(20+52(10+5+75+305))a227.7711a2V=16(10+85+155+25)a312.3423a3
40 Elongated pentagonal orthocupolarotunda 35 70 37 C5v من الرتبة 10 A=14(60+10(190+495+2175+305))a233.5385a2V=512(11+55+65+25)a316.936a3
41 Elongated pentagonal gyrocupolarotunda 35 70 37 C5v من الرتبة 10 A=14(60+10(190+495+2175+305))a233.5385a2V=512(11+55+65+25)a316.936a3
42 Elongated pentagonal orthobirotunda 40 80 42 D5h من الرتبة 20 A=(10+30(10+35+75+305))a239.306a2V=16(45+175+155+25)a321.5297a3
43 Elongated pentagonal gyrobirotunda 40 80 42 D5d من الرتبة 20 A=(10+30(10+35+75+305))a239.306a2V=16(45+175+155+25)a321.5297a3
44 Gyroelongated triangular bicupola 18 42 26 D3 من الرتبة 6 A=(6+53)a214.6603a2V=2(53+1+3)a34.6946a3
45 Gyroelongated square bicupola 24 56 34 D4 من الرتبة 8 A=(10+63)a220.3923a2V=(2+432+234+22+2146+1032)a38.1536a3
46 Gyroelongated pentagonal bicupola 30 70 42 D5 من الرتبة 10 A=12(20+153+25+105)a226.4313a2V=(53+435+562650+2905252)a311.3974a3
47 Gyroelongated pentagonal cupolarotunda 35 80 47 C5 من الرتبة 5 A=14(20+353+725+105)a232.1988a2V=(5512+25125+562650+2905252)a315.9911a3
48 Gyroelongated pentagonal birotunda 40 90 52 D5 من الرتبة 10 A=(103+325+105)a237.9662a2V=(456+1765+562650+2905252)a320.5848a3
49 Augmented triangular prism 7 13 8 C2v من الرتبة 4 A=12(4+33)a24.5981a2V=112(22+33)a30.6687a3
50 Biaugmented triangular prism 8 17 11 C2v من الرتبة 4 A=12(2+53)a25.3301a2V=59144+16a30.9044a3
51 Triaugmented triangular prism 9 21 14 D3h من الرتبة 12 A=732a26.0622a2V=22+34a31.1401a3
52 Augmented pentagonal prism 11 19 10 C2v من الرتبة 4 A=12(8+23+5(5+25))a29.173a2V=112233+905+1250+205a31.9562a3
53 Biaugmented pentagonal prism 12 23 13 C2v من الرتبة 4 A=12a2(6+43+5(5+25))9.9051a2V=112a3257+905+2450+2052.1919a3
54 Augmented hexagonal prism 13 22 11 C2v من الرتبة 4 A=(5+43)a211.9282a2V=16(2+93)a32.8338a3
55 Parabiaugmented hexagonal prism 14 26 14 D2h من الرتبة 8 A=(4+53)a212.6603a2V=16(22+93)a33.0695a3
56 Metabiaugmented hexagonal prism 14 26 14 C2v من الرتبة 4 A=(4+53)a212.6603a2V=16(22+93)a33.0695a3
57 Triaugmented hexagonal prism 15 30 17 D3h من الرتبة 12 A=3(1+23)a213.3923a2V=(12+332)a33.3052a3
58 Augmented dodecahedron 21 35 16 C5v من الرتبة 10 A=14(53+115(5+25))a221.0903a2V=124(95+435)a37.9646a3
59 Parabiaugmented dodecahedron 22 40 20 D5d من الرتبة 20 A=52(3+5(5+25))a221.5349a2V=16(25+115)a38.2661a3
60 Metabiaugmented dodecahedron 22 40 20 C2v من الرتبة 4 A=52(3+5(5+25))a221.5349a2V=16(25+115)a38.2661a3
61 Triaugmented dodecahedron 23 45 24 C3v من الرتبة 6 A=34(53+35(5+25))a221.9795a2V=58(7+35)a38.5676a3
62 Metabidiminished icosahedron 10 20 12 C2v من الرتبة 4 A=12(53+5(5+25))a27.7711a2V=16(5+25)a31.5787a3
63 Tridiminished icosahedron 9 15 8 C3v من الرتبة 6 A=14(53+35(5+25))a27.3265a2V=(58+7524)a31.2772a3
64 Augmented tridiminished icosahedron 10 18 10 C3v من الرتبة 6 A=14(73+35(5+25))a28.1925a2V=124(15+22+75)a31.395a3
65 Augmented truncated tetrahedron 15 27 14 C3v من الرتبة 6 A=12(6+133)a214.2583a2V=1122a33.8891a3
66 Augmented truncated cube 28 48 22 C4v من الرتبة 8 A=(15+102+33)a234.3383a2V=(8+1623)a315.5425a3
67 Biaugmented truncated cube 32 60 30 D4h من الرتبة 16 A=2(9+42+23)a236.2419a2V=(9+62)a317.4853a3
68 Augmented truncated dodecahedron 65 105 42 C5v من الرتبة 10 A=14(20+253+1105+25+5(5+25))a2102.1821a2V=(50512+8154)a387.3637a3
69 Parabiaugmented truncated dodecahedron 70 120 52 D5d من الرتبة 20 A=12(20+153+505+25+5(5+25))a2103.3734a2V=112(515+2515)a389.6878a3
70 Metabiaugmented truncated dodecahedron 70 120 52 C2v من الرتبة 4 A=12(20+153+505+25+5(5+25))a2103.3734a2V=112(515+2515)a389.6878a3
71 Triaugmented truncated dodecahedron 75 135 62 C3v من الرتبة 6 A=14(60+353+905+25+35(5+25))a2104.5648a2V=712(75+375)a392.0118a3
72 Gyrate rhombicosidodecahedron 60 120 62 C5v من الرتبة 10 A=(30+53+35(5+25))a259.306a2V=(20+2953)a341.6153a3
73 Parabigyrate rhombicosidodecahedron 60 120 62 D5d من الرتبة 20 A=(30+53+35(5+25))a259.306a2V=(20+2953)a341.6153a3
74 Metabigyrate rhombicosidodecahedron 60 120 62 C2v من الرتبة 4 A=(30+53+35(5+25))a259.306a2V=(20+2953)a341.6153a3
75 Trigyrate rhombicosidodecahedron 60 120 62 C3v من الرتبة 6 A=(30+53+35(5+25))a259.306a2V=(20+2953)a341.6153a3
76 Diminished rhombicosidodecahedron 55 105 52 C5v من الرتبة 10 A=14(100+153+105+25+115(5+25))a258.1147a2V=(1156+95)a339.2913a3
77 Paragyrate diminished rhombicosidodecahedron 55 105 52 C5v من الرتبة 10 A=14(100+153+105+25+115(5+25))a258.1147a2V=(1156+95)a339.2913a3
78 Metagyrate diminished rhombicosidodecahedron 55 105 52 Cs من الرتبة 2 A=14(100+153+105+25+115(5+25))a258.1147a2V=(1156+95)a339.2913a3
79 Bigyrate diminished rhombicosidodecahedron 55 105 52 Cs من الرتبة 2 A=14(100+153+105+25+115(5+25))a258.1147a2V=(1156+95)a339.2913a3
80 Parabidiminished rhombicosidodecahedron 50 90 42 D5d من الرتبة 20 A=52(8+3+25+25+5(5+25))a256.9233a2V=53(11+55)a336.9672a3
81 Metabidiminished rhombicosidodecahedron 50 90 42 C2v من الرتبة 4 A=52(8+3+25+25+5(5+25))a256.9233a2V=53(11+55)a336.9672a3
82 Gyrate bidiminished rhombicosidodecahedron 50 90 42 Cs من الرتبة 2 A=52(8+3+25+25+5(5+25))a256.9233a2V=53(11+55)a336.9672a3
83 Tridiminished rhombicosidodecahedron 45 75 32 C3v من الرتبة 6 A=14(60+53+305+25+95(5+25))a255.732a2V=(352+2353)a334.6432a3
84 Snub disphenoid 8 18 12 D2d من الرتبة 8 A=33a25.1962a2V0.8595a3
85 Snub square antiprism 16 40 26 D4d من الرتبة 16 A=2(1+33)a212.3923a2V3.6012a3
86 Sphenocorona 10 22 14 C2v من الرتبة 4 A=(2+33)a27.1962a2V=12a31+332+13+361.5154a3
87 Augmented sphenocorona 11 26 17 Cs من الرتبة 2 A=(1+43)a27.9282a2V=12a31+332+13+36+1321.7511a3
88 Sphenomegacorona 12 28 18 C2v من الرتبة 4 A=2(1+23)a28.9282a2V1.9481a3
89 Hebesphenomegacorona 14 33 21 C2v من الرتبة 4 A=32(2+33)a210.7942a2V2.9129a3
90 Disphenocingulum 16 38 24 D2d من الرتبة 8 A=(4+53)a212.6603a2V3.7776a3
91 Bilunabirotunda 14 26 14 D2h من الرتبة 8 A=(2+23+5(5+25))a212.346a2V=112(17+95)a33.0937a3
92 Triangular hebesphenorotunda 18 36 20 C3v من الرتبة 6 A=14(12+193+35(5+25))a216.3887a2V=(52+756)a35.1087a3

References

قالب:مراجع

Bibliography

قالب:بداية المراجع

قالب:نهاية المراجع

وصلات خارجية

قالب:شريط بوابات