En geometría , una celda 24 truncada es un politopo uniforme de 4 dimensiones ( politopo uniforme de 4 dimensiones ) formado como la truncación de la celda 24 regular .
Hay dos grados de truncamiento, incluyendo un bitruncación .
24 células truncadas
El icositetracoron truncado de 24 celdas es un politopo uniforme de 4 dimensiones (o politopo uniforme de 4 dimensiones ), delimitado por 48 celdas : 24 cubos y 24 octaedros truncados . Cada vértice une tres octaedros truncados y un cubo, formando una figura de vértice de pirámide triangular equilátera .
Construcción
La celda truncada de 24 celdas se puede construir a partir de politopos con tres grupos de simetría:
- F 4 [3,4,3]: Una truncación de la celda de 24 celdas .
- B 4 [3,3,4]: Una cantitruncación de la celda de 16 celdas , con dos familias de celdas octaédricas truncadas.
- D 4 [3 1,1,1 ]: Una omnitruncación del demiteseracto , con tres familias de celdas octaédricas truncadas.
Zonotopo
También es un zonotopo : se puede formar como la suma de Minkowski de los seis segmentos de línea que conectan pares opuestos entre las doce permutaciones del vector (+1, − 1,0,0).
Coordenadas cartesianas
Las coordenadas cartesianas de los vértices de una celda truncada de 24 lados con longitud de arista sqrt(2) son todas permutaciones de coordenadas y combinaciones de signos de:
- (0,1,2,3) [4!×2 3 = 192 vértices]
La configuración dual tiene coordenadas en todas las permutaciones de coordenadas y signos de
- (1,1,1,5) [4×2 4 = 64 vértices]
- (1,3,3,3) [4×2 4 = 64 vértices]
- (2,2,2,4) [4×2 4 = 64 vértices]
Estructura
Las 24 celdas cúbicas están unidas a los octaedros truncados a través de sus caras cuadradas; y los 24 octaedros truncados están unidos entre sí a través de sus caras hexagonales.
Proyecciones
La proyección paralela del 24-celda truncado en el espacio tridimensional, con el octaedro truncado primero, tiene la siguiente disposición:
- La envoltura de proyección es un cuboctaedro truncado .
- Dos de los octaedros truncados se proyectan sobre un octaedro truncado situado en el centro de la envoltura.
- Seis volúmenes cuboidales unen las caras cuadradas de este octaedro truncado central con el centro de las caras octogonales del gran rombicuboctaedro. Estas son las imágenes de 12 de las celdas cúbicas, un par de celdas por cada imagen.
- Las 12 caras cuadradas del gran rombicuboctaedro son las imágenes de los 12 cubos restantes.
- Las 6 caras octogonales del gran rombicuboctaedro son las imágenes de 6 de los octaedros truncados.
- Los 8 volúmenes octaédricos truncados (no uniformes) que se encuentran entre las caras hexagonales de la envoltura de proyección y el octaedro truncado central son las imágenes de los 16 octaedros truncados restantes, un par de celdas por cada imagen.
Imágenes
politopos relacionados
La envoltura convexa del policoro truncado de 24 celdas y su dual (suponiendo que sean congruentes) es un policoro no uniforme compuesto por 480 celdas: 48 cubos , 144 antiprismas cuadrados , 288 tetraedros (como disfenoides tetragonales) y 384 vértices. Su figura de vértice es una cúpula triangular hexakis .
Bitruncado de 24 celdas

El bitruncado de 24 celdas , 48 celdas , o tetracontoctacoron, es un politopo uniforme de 4 dimensiones (o 4-politopo uniforme ) derivado del de 24 celdas .
EL Elte lo identificó en 1912 como un politopo semirregular.
Se construye mediante la bitruncación de la celda de 24 celdas (truncando a la mitad de la profundidad que daría como resultado la celda dual de 24 celdas).
Al ser un politopo uniforme de 4 lados, es transitivo en vértices . Además, es transitivo en celdas , ya que consta de 48 cubos truncados , y también transitivo en aristas , con 3 celdas de cubos truncados por arista y con un triángulo y dos octágonos alrededor de cada arista.
Las 48 células del sistema bitruncado de 24 células corresponden a las 24 células y 24 vértices del sistema de 24 células. De este modo, los centros de las 48 células forman el sistema radicular de tipo F 4 .
Su figura de vértice es un disfenoides tetragonal , un tetraedro con 2 aristas opuestas de longitud 1 y las 4 aristas laterales de longitud √(2+√2).
Nombres alternativos
- Bitruncado de 24 celdas ( Norman W. Johnson )
- 48-células como politopo 4- transitivo celular
- icositetracoron bitruncado
- polioctaedro bitruncado
- Tetracontaoctachoron (Continuación) (Jonathan Bowers)
Estructura
Los cubos truncados se unen entre sí a través de sus caras octogonales en orientación opuesta ; es decir , dos cubos truncados contiguos se giran 45 grados uno respecto al otro de manera que no haya dos caras triangulares que compartan una arista.
La secuencia de cubos truncados unidos entre sí mediante caras octogonales opuestas forma un ciclo de 8. Cada cubo truncado pertenece a 3 de estos ciclos. Por otro lado, la secuencia de cubos truncados unidos entre sí mediante caras triangulares opuestas forma un ciclo de 6. Cada cubo truncado pertenece a 4 de estos ciclos.
En una matriz de configuración , se muestran todos los recuentos de incidencia entre elementos. Los números del vector f diagonal se derivan mediante la construcción de Wythoff , dividiendo el orden de grupo completo de un orden de subgrupo eliminando un espejo a la vez. Existen aristas en 4 posiciones de simetría. Existen cuadrados en 3 posiciones, hexágonos en 2 posiciones y octágonos en una. Finalmente, existen 4 tipos de celdas centradas en las 4 esquinas del simplex fundamental. [ 1 ]
Coordenadas
Las coordenadas cartesianas de una celda bitruncada de 24 lados con longitud de arista 2 son todas permutaciones de coordenadas y signo de:
- (0, 2+√2, 2+√2, 2+2√2)
- (1, 1+√2, 1+√2, 3+2√2)
Proyecciones
Proyección a 2 dimensiones
Proyección a 3 dimensiones
Poliedro sesgado regular relacionado
El poliedro sesgado regular , {8,4|3}, existe en el espacio 4-dimensional con 4 caras octogonales alrededor de cada vértice, en una figura de vértice no plana en zigzag. Estas caras octogonales se pueden ver en la celda 24 bitruncada, utilizando las 576 aristas y los 288 vértices. Las 192 caras triangulares de la celda 24 bitruncada se pueden ver como eliminadas. El poliedro sesgado regular dual, {4,8|3}, está relacionado de manera similar con las caras cuadradas de la celda 24 runcinada .
Disfenoidal de 288 células
La celda disfenoidal de 288 dimensiones es la dual de la celda bitruncada de 24 dimensiones . Es un politopo (o policoro ) de 4 dimensiones derivado de la celda de 24 dimensiones . Se construye duplicando y rotando la celda de 24 dimensiones, y luego construyendo la envoltura convexa .
Al ser el dual de un policoro uniforme, es transitivo en la celda , consta de 288 disfenoides tetragonales congruentes . Además, es transitivo en el vértice bajo el grupo Aut(F 4 ). [ 3 ]
Imágenes
Geometría
Los vértices de la celda de 288 elementos son precisamente los 24 cuaterniones de Hurwitz con norma al cuadrado 1, unidos a los 24 vértices de la celda dual de 24 elementos con norma al cuadrado 2, proyectados sobre la esfera unitaria de 3 elementos . Estos 48 vértices corresponden al grupo octaédrico binario 2O o <2,3,4>, de orden 48.
Así, la celda 288 es el único politopo 4 no regular que constituye la envoltura convexa de un grupo cuaterniónico, sin tener en cuenta los infinitos grupos dicíclicos (equivalentes a los diedros binarios); los regulares son la celda 24 (≘ 2T o <2,3,3>, orden 24) y la celda 600 (≘ 2I o <2,3,5>, orden 120). (La celda 16 corresponde al grupo diedral binario 2D 2 o <2,2,2>, orden 16).
La 3-esfera inscrita tiene un radio de 1/2 + √ 2 /4 ≈ 0,853553 y toca la 288-celda en los centros de los 288 tetraedros que son los vértices de la 24-celda bitruncada dual.
Los vértices pueden colorearse con dos colores , por ejemplo rojo y amarillo, con las 24 unidades de Hurwitz en rojo y las 24 duales en amarillo, siendo la celda amarilla de 24 elementos congruente con la roja. Por lo tanto, el producto de dos cuaterniones del mismo color es rojo y el producto de dos de colores mezclados es amarillo.
Si se coloca un vértice rojo fijo en el polo norte (1,0,0,0), hay 6 vértices amarillos en la siguiente “latitud” más profunda en ( √2 / 2 ,x,y,z), seguidos de 8 vértices rojos en la latitud en (1/2,x,y,z). Las coordenadas completas se dan como combinaciones lineales de las unidades cuaterniónicas., que al mismo tiempo pueden tomarse como los elementos del grupo 2O . La siguiente latitud más profunda es el hiperplano ecuatorial que interseca la 3-esfera en una 2-esfera que está poblada por 6 vértices rojos y 12 amarillos.
La capa 2 es una esfera bidimensional que circunscribe un octaedro regular cuyas aristas tienen longitud 1. Un tetraedro con vértice polo norte tiene una de estas aristas como arista larga, cuyos dos vértices están conectados por aristas cortas al polo norte. Otra arista larga va desde el polo norte hacia la capa 1 y dos aristas cortas desde allí hacia la capa 2 .
Hay 192 aristas largas de longitud 1 que conectan colores iguales y 144 aristas cortas de longitud √ 2– √ 2 ≈ 0,765367 que conectan colores mixtos. 192*2/48 = 8 largas y 144*2/48 = 6 cortas, es decir, en total 14 aristas se encuentran en cualquier vértice.
Las 576 caras son isósceles con 1 arista larga y 2 cortas, todas congruentes. Los ángulos en la base son arccos( √ 4+ √ 8 /4) ≈ 49,210°. 576*3/48 = 36 caras se unen en un vértice, 576*1/192 = 3 en una arista larga y 576*2/144 = 8 en una corta.
Las 288 celdas son tetraedros con 4 aristas cortas y 2 aristas largas antipodales y perpendiculares, una de las cuales conecta 2 vértices rojos y la otra 2 amarillos. Todas las celdas son congruentes. 288*4/48 = 24 celdas se unen en un vértice. 288*2/192 = 3 celdas se unen en una arista larga, 288*4/144 = 8 en una corta. 288*4/576 = 2 celdas se unen en un triángulo.
politopos relacionados
Familia B 4 de politopos uniformes:
Familia F 4 de politopos uniformes:
Referencias
- ↑ Klitzing, Richard. "o3x4x3o - cont" .
- 1 2 Sobre 4-politopos perfectos Gabor Gévay Contribuciones al álgebra y la geometría Volumen 43 (2002), No. 1, 243-259 ] Tabla 2, página 252
- 1 2 Construcción cuaterniónica de los politopos W(F4) con sus politopos duales y ramificación bajo los subgrupos W(B4) y W(B3) × W(A1) Mehmet Koca 1, Mudhahir Al-Ajmi 2 y Nazife Ozdes Koca 3 Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Sultan Qaboos Apartado de correos 36, Al-Khoud 123, Mascate, Sultanato de Omán, pág. 18. 5.7 Politopo dual del politopo (0, 1, 1, 0)F 4 = W(F 4 )( ω 2 + ω 3 )
- HSM Coxeter :
- Caleidoscopios: Escritos selectos de HSM Coxeter , editado por F. Arthur Sherk, Peter McMullen, Anthony C. Thompson, Asia Ivic Weiss, Wiley-Interscience Publication, 1995, ISBN 978-0-471-01003-6
- (Artículo 22) HSM Coxeter, Politopos regulares y semiregulares I , [Math. Zeit. 46 (1940) 380-407, MR 2,10]
- (Artículo 23) HSM Coxeter, Politopos regulares y semi-regulares II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559-591]
- (Artículo 24) HSM Coxeter, Politopos regulares y semi-regulares III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3-45]
- Caleidoscopios: Escritos selectos de HSM Coxeter , editado por F. Arthur Sherk, Peter McMullen, Anthony C. Thompson, Asia Ivic Weiss, Wiley-Interscience Publication, 1995, ISBN 978-0-471-01003-6
- Norman Johnson, Politopos Uniformes , Manuscrito (1991)
- NW Johnson: La teoría de los politopos uniformes y los panales de abeja , Tesis doctoral (1966)
- Klitzing, Richard. "Polítopos uniformes 4D (policoros)" .x3x4o3o=x3x3x4o - tico, o3x4x3o - cont
- 3. Policoros uniformes convexos basados en el icositetracoron (de 24 células) - Modelo 24, 27 , George Olshevsky.
- 4-politopos uniformes