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tetradecágono

En geometría , un tetradecágono o tetracaidecágono o de 14 gónos es un polígono de catorce lados .

tetradecágono regular

Un tetradecágono regular tiene el símbolo de Schläfli {14} y puede construirse como un heptágono truncado cuasiregular , t{7}, que alterna dos tipos de aristas.

El área de un tetradecágono regular de longitud de lado a está dada por

Construcción

Como 14 = 2 × 7, un tetradecágono regular no se puede construir usando un compás y una regla . [1] Sin embargo, se puede construir usando neusis con el uso del trisector de ángulos , [2] o con una regla marcada, [3] como se muestra en los dos ejemplos siguientes.

Tetradecágono con circunferencia circunstante dada :
Una animación (1 min 47 s) a partir de una construcción de neusis con radio de circunferencia circunstante , según Andrew M. Gleason , [2] basada en la trisección de ángulos mediante el hacha de guerra .
Tetradecágono con una longitud de lado dada :
una animación (1 min 20 s) de una construcción de neusis con una regla marcada, según David Johnson Leisk ( Crockett Johnson ). [3]

Simetría

Simetrías de un tetradecágono regular. Los vértices están coloreados según sus posiciones de simetría. Los espejos azules se dibujan a través de los vértices y los espejos violetas se dibujan a través del borde. Las órdenes de giro se dan en el centro.

El tetradecágono regular tiene simetría Dih 14 , orden 28. Hay 3 simetrías diédricas de subgrupo: Dih 7 , Dih 2 y Dih 1 , y 4 simetrías de grupo cíclicas : Z 14 , Z 7 , Z 2 y Z 1 .

Estas 8 simetrías se pueden ver en 10 simetrías distintas en el tetradecágono, un número mayor porque las líneas de reflexión pueden pasar por vértices o aristas. John Conway los etiqueta mediante letras y orden de grupo. [4] La simetría completa de la forma regular es r28 y ninguna simetría está etiquetada como a1 . Las simetrías diédricas se dividen dependiendo de si pasan por vértices ( d para diagonal) o aristas ( p para perpendiculares), y i cuando las líneas de reflexión pasan por ambas aristas y vértices. Las simetrías cíclicas en la columna del medio están etiquetadas como g por sus órdenes de giro central.

Cada simetría de subgrupo permite uno o más grados de libertad para formas irregulares. Sólo el subgrupo g14 no tiene grados de libertad pero puede verse como aristas dirigidas .

Los tetradecágonos irregulares de mayor simetría son d14 , un tetradecágono isogonal construido por siete espejos que pueden alternar bordes largos y cortos, y p14 , un tetradecágono isotoxal , construido con longitudes de bordes iguales, pero los vértices alternan dos ángulos internos diferentes. Estas dos formas son duales entre sí y tienen la mitad del orden de simetría del tetradecágono regular.

Disección

Coxeter afirma que cada zonogon (un gon de 2 m cuyos lados opuestos son paralelos y de igual longitud) se puede diseccionar en m ( m -1)/2 paralelogramos. [5] En particular, esto es cierto para los polígonos regulares con el mismo número de lados, en cuyo caso los paralelogramos son todos rombos. Para el tetradecágono regular , m = 7, y se puede dividir en 21: 3 conjuntos de 7 rombos. Esta descomposición se basa en una proyección del polígono de Petrie de un cubo de 7 , con 21 de 672 caras. La lista OEIS : A006245 define el número de soluciones como 24698, incluidas rotaciones de hasta 14 veces y formas quirales en reflexión.

uso numismático

El tetradecágono regular se utiliza como forma de algunas monedas conmemorativas de oro y plata de Malasia , y el número de caras representa los 14 estados de la Federación de Malasia. [6]

Figuras relacionadas

La bandera de Malasia
La bandera de Malasia, con una estrella de catorce puntas.

Un tetradecagramo es un polígono estrella de 14 lados, representado por el símbolo {14/n}. Hay dos polígonos de estrellas regulares : {14/3} y {14/5}, que utilizan los mismos vértices, pero conectan cada tercer o quinto punto. También hay tres compuestos: {14/2} se reduce a 2{7} como dos heptágonos , mientras que {14/4} y {14/6} se reducen a 2{7/2} y 2{7/3} como dos heptagramas diferentes , y finalmente {14/7} se reduce a siete digones .

Una aplicación notable de una estrella de catorce puntas se encuentra en la bandera de Malasia , que incorpora un tetradecagrama {14/6} amarillo en la esquina superior derecha, que representa la unidad de los trece estados con el gobierno federal .

Los truncamientos más profundos del heptágono regular y los heptagramas pueden producir formas de tetradecagrama intermedias isogonales ( transitivas de vértice ) con vértices equiespaciados y dos longitudes de aristas. Otros truncamientos pueden formar polígonos de doble cobertura 2{p/q}, a saber: t{7/6}={14/6}=2{7/3}, t{7/4}={14/4}=2 {7/2} y t{7/2}={14/2}=2{7}. [7]

Formas isotoxales

Un polígono isotoxal se puede etiquetar como {p α } con el ángulo interno más externo α, y un polígono en estrella {( p / q ) α }, donde q es un número sinuoso y mcd( p , q )=1, q < pag . Los tetradecágonos isotoxales tienen p = 7, y como 7 es primo, todas las soluciones, q = 1..6, son polígonos.

Polígonos de Petrie

Los tetradecágonos sesgados regulares existen como polígonos de Petrie para muchos politopos de dimensiones superiores, que se muestran en estas proyecciones ortogonales sesgadas , que incluyen:

Referencias

  1. ^ Wantzel, Pierre (1837). "Recherches sur les moyens de Reconnaître si un Problème de géométrie peau se résoudre avec la règle et le compas" (PDF) . Revista de Matemáticas : 366–372.
  2. ^ ab Gleason, Andrew Mattei (marzo de 1988). "Trisección de ángulos, el heptágono, p. 186 (Fig.1) –187" (PDF) . El Mensual Matemático Estadounidense . 95 (3): 185-194. doi :10.2307/2323624. Archivado desde el original (PDF) el 2 de febrero de 2016.
  3. ^ ab Weisstein, Eric W. "Heptágono". De MathWorld, un recurso web de Wolfram.
  4. ^ John H. Conway, Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strauss , (2008) Las simetrías de las cosas, ISBN 978-1-56881-220-5 (Capítulo 20, Símbolos de Schaefli generalizados, Tipos de simetría de un polígono págs. 275- 278) 
  5. ^ Coxeter , Ensayos y recreaciones matemáticas, decimotercera edición, p.141
  6. ^ The Numismatist , volumen 96, números 7 a 12, página 1409, Asociación Numismática Estadounidense, 1983.
  7. ^ El lado más ligero de las matemáticas: actas de la conferencia en memoria de Eugène Strens sobre las matemáticas recreativas y su historia, (1994), Metamorfosis de polígonos , Branko Grünbaum

enlaces externos