En geometría , una arista es un tipo particular de segmento de línea que une dos vértices en un polígono , poliedro o politopo de dimensiones superiores . [ 1 ] En un polígono, una arista es un segmento de línea en el límite, [ 2 ] y a menudo se le llama lado del polígono . En un poliedro o, más generalmente, en un politopo, una arista es un segmento de línea donde se encuentran dos caras (o lados del poliedro). [ 3 ] Un segmento que une dos vértices mientras pasa por el interior o el exterior no es una arista, sino que se llama diagonal .
Una arista también puede ser una línea infinita que separa dos semiplanos . [ 4 ] Los lados de un ángulo plano son semirrectas (o rayos) semiinfinitas . [ 5 ]
Relación con las aristas en los grafos
En teoría de grafos , una arista es un objeto abstracto que conecta dos vértices del grafo , a diferencia de las aristas de polígonos y poliedros, que tienen una representación geométrica concreta como un segmento de línea. Sin embargo, cualquier poliedro puede representarse mediante su esqueleto o esqueleto de aristas, un grafo cuyos vértices son los vértices geométricos del poliedro y cuyas aristas corresponden a las aristas geométricas. [ 6 ] Por el contrario, los grafos que son esqueletos de poliedros tridimensionales pueden caracterizarse, según el teorema de Steinitz, como grafos planares con tres vértices conexos . [ 7 ]
Número de aristas en un poliedro
La superficie de cualquier poliedro convexo tiene características de Euler.
donde V es el número de vértices , E es el número de aristas y F es el número de caras . Esta ecuación se conoce como la fórmula del poliedro de Euler . Por lo tanto, el número de aristas es 2 menos que la suma del número de vértices y caras. Por ejemplo, un cubo tiene 8 vértices y 6 caras, y por lo tanto 12 aristas.
Incidentes con otras caras
En un polígono, dos aristas se encuentran en cada vértice ; más generalmente, según el teorema de Balinski , al menos d aristas se encuentran en cada vértice de un politopo convexo d- dimensional. [ 8 ] De manera similar, en un poliedro, exactamente dos caras bidimensionales se encuentran en cada arista, [ 9 ] mientras que en politopos de dimensiones superiores tres o más caras bidimensionales se encuentran en cada arista.
Terminología alternativa
En la teoría de politopos convexos de alta dimensión , una faceta o lado de un politopo d- dimensional es una de sus características ( d - 1)-dimensionales, una arista es una característica ( d - 2)-dimensional y un pico es una característica ( d - 3)-dimensional. Así, las aristas de un polígono son sus facetas, las aristas de un poliedro convexo tridimensional son sus aristas y las aristas de un politopo tetradimensional son sus picos. [ 10 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Ziegler, Günter M. (1995), Lectures on Polytopes , Graduate Texts in Mathematics , vol. 152, Springer, Definition 2.1, p. 51, ISBN 9780387943657.
- ↑ Weisstein, Eric W. " Arista de polígono ". De Wolfram MathWorld.
- ↑ Weisstein, Eric W. " Arista de politopo ". De Wolfram MathWorld.
- ↑ Wylie, CR Jr. (1964), Fundamentos de geometría , Nueva York: McGraw-Hill, pág. 64
- ↑ Wylie 1964 , pág. 68.
- ↑ Senechal, Marjorie (2013), Shaping Space: Exploring Polyhedra in Nature, Art, and the Geometrical Imagination , Springer, p. 81, ISBN 9780387927145.
- ↑ Pisanski, Tomaž ; Randić, Milan (2000), "Puentes entre la geometría y la teoría de grafos", en Gorini, Catherine A. (ed.), Geometry at work , MAA Notes, vol. 53, Washington, DC: Math. Assoc. America, pp. 174–194 , MR 1782654 . Véase en particular el Teorema 3, pág. 176 .
- ↑ Balinski, ML (1961), "Sobre la estructura gráfica de poliedros convexos en el espacio n " , Pacific Journal of Mathematics , 11 (2): 431–434 , doi : 10.2140/pjm.1961.11.431 , MR 0126765 .
- ↑ Wenninger, Magnus J. (1974), Polyhedron Models , Cambridge University Press, p. 1, ISBN 9780521098595.
- ↑ Seidel, Raimund (1986), "Construcción de envolventes convexas de dimensiones superiores a un coste logarítmico por cara", Actas del Decimoctavo Simposio Anual de la ACM sobre Teoría de la Computación (STOC '86) , págs. 404–413 , doi : 10.1145/12130.12172 , ISBN 0-89791-193-8, S2CID 8342016 .
Enlaces externos
- Weisstein, Eric W. , "Arista poligonal" , MathWorld
- Weisstein, Eric W. , "Arista poliédrica" , MathWorld
- Geometría elemental
- Geometría multidimensional
- politopos