正軸體

正軸體

在幾何學中,正軸體(Cross-polytope)是一類在任意維均存在的凸正多胞體。特別地,定義0維正軸體為一個點,一維的正軸體為一條線段。

頂點

n維正軸體的頂點有2n個,均為坐標形如(±1,0,0,…)的點。如二維正軸體(2-orthoplex)(即正方形)的4個頂點的坐標分別為(±1,0)、(0,±1);三維正軸體(3-orthoplex)((即正八面體)的6個頂點的坐標分別為(±1,0,0)、(0,±1,0)、(0,0,±1);四維正軸體(4-orthoplex)((即正十六胞體)的8個頂點的坐標分別為(±1,0,0,0)、(0,±1,0,0)、(0,0,±1,0)、(0,0,0,±1)。

表面

正軸體 正軸體

正軸體的表面由若干個單形(Simplex)組成,單形的個數為。如二維正軸體(2-orthoplex)(即正方形)的表面由4條線段組成;三維正軸體(3-orthoplex)((即正八面體)的表面由8個等邊三角形面組成;四維正軸體(4-orthoplex)((即正十六胞體)的表面由16個正五胞體組成。

計算

正軸體 正軸體
正軸體 正軸體
正軸體 正軸體
正軸體 正軸體
正軸體 正軸體
正軸體 正軸體

對於一個邊長為a的n維正軸體( ),其超體積為 ,其超表面積為 ,其對角線長為 ,其頂點個數為2n,其m( )維元素個數為 。  

關係

連線一個n維正軸體表面各胞的中心,可得一個n維超立方體(n-cube)。對這個n維超立方體進行相同的操作也可以得到這個n為正軸體。

其他性質

n維正軸體的其他有關性質見下表:

維數名稱圖形施萊夫利符號點數線數面數胞數四維胞數五維胞數
1線段1維正軸體 1維正軸體 正軸體 正軸體 21
2正方形二維正軸體 二維正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 441
3正八面體3維正軸體 3維正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 61281
4 正十六胞體 4維正軸體 4維正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 82432161
5五維正軸體5維正軸體 5維正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 10408080321
6六維正軸體6維正軸形 6維正軸形 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 126016024019264
nn維正軸體正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 2n正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體 正軸體

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