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Cuboctaedro truncado

En geometría , el cuboctaedro truncado o gran rombicuboctaedro es un sólido de Arquímedes , denominado por Kepler como truncamiento de un cuboctaedro . Tiene 12 caras cuadradas , 8 caras hexagonales regulares , 6 caras octogonales regulares , 48 ​​vértices y 72 aristas. Dado que cada una de sus caras tiene simetría puntual (equivalentemente, simetría rotacional de 180° ), el cuboctaedro truncado es un 9 - zonoedro . El cuboctaedro truncado puede teselar con el prisma octogonal .

Nombres

Existe un poliedro uniforme no convexo con un nombre similar: el gran rombicuboctaedro no convexo .

Coordenadas cartesianas

Las coordenadas cartesianas para los vértices de un cuboctaedro truncado que tiene una longitud de arista 2 y está centrado en el origen son todas las permutaciones de:

Área y volumen

El área A y el volumen V del cuboctaedro truncado de longitud de arista a son:

Disección

El cuboctaedro truncado es la cáscara convexa de un rombicuboctaedro con cubos encima de sus 12 cuadrados sobre ejes de simetría dobles. El resto de su espacio se puede dividir en 6 cúpulas cuadradas debajo de los octágonos y 8 cúpulas triangulares debajo de los hexágonos.

Un cuboctaedro truncado disecado puede crear un toroide de Stewart de género 5, 7 u 11 quitando el rombicuboctaedro central y las 6 cúpulas cuadradas, las 8 cúpulas triangulares o los 12 cubos, respectivamente. También se pueden construir muchos otros toroides de menor simetría eliminando el rombicuboctaedro central y un subconjunto de los otros componentes de disección. Por ejemplo, eliminar 4 de las cúpulas triangulares crea un toroide de género 3; Si estas cúpulas se eligen adecuadamente, entonces este toroide tiene simetría tetraédrica. [4] [5]

Colorantes uniformes

Sólo existe una coloración uniforme de las caras de este poliedro, un color para cada tipo de cara.

Existe una coloración biuniforme, con simetría tetraédrica , con hexágonos de colores alternativamente.

Proyecciones ortogonales

El cuboctaedro truncado tiene dos proyecciones ortogonales especiales en los planos de Coxeter A 2 y B 2 con simetría proyectiva [6] y [8], y se pueden construir numerosas simetrías [2] a partir de varios planos proyectados con respecto a los elementos del poliedro.

mosaico esférico

El cuboctaedro truncado también se puede representar como un mosaico esférico y proyectarse en el plano mediante una proyección estereográfica . Esta proyección es conforme , conservando los ángulos pero no las áreas ni las longitudes. Las líneas rectas sobre la esfera se proyectan como arcos circulares sobre el plano.

Grupo octaédrico completo

Como muchos otros sólidos, el octaedro truncado tiene simetría octaédrica completa , pero su relación con el grupo octaédrico completo es más estrecha: sus 48 vértices corresponden a los elementos del grupo, y cada cara de su dual es un dominio fundamental del grupo.

La imagen de la derecha muestra las 48 permutaciones del grupo aplicadas a un objeto de ejemplo (es decir, el compuesto JF ligero de la izquierda). Los 24 elementos claros son rotaciones y los oscuros son sus reflejos.

Las aristas del sólido corresponden a las 9 reflexiones del grupo:

Los subgrupos corresponden a sólidos que comparten los respectivos vértices del octaedro truncado.
Por ejemplo, los 3 subgrupos con 24 elementos corresponden a un cubo chato no uniforme con simetría octaédrica quiral, un rombicuboctaedro no uniforme con simetría piritoédrica (el octaedro chato cántico ) y un octaedro truncado no uniforme con simetría tetraédrica completa . El único subgrupo con 12 elementos es el grupo alterno A 4 . Corresponde a un icosaedro no uniforme con simetría tetraédrica quiral .

Poliedros relacionados

El cuboctaedro truncado pertenece a una familia de poliedros uniformes relacionados con el cubo y el octaedro regular.

Este poliedro puede considerarse miembro de una secuencia de patrones uniformes con configuración de vértice (4.6.2 p ) y diagrama de Coxeter-Dynkin. . Para p  <6, los miembros de la secuencia son poliedros omnitruncados ( zonoedros ), que se muestran a continuación como mosaicos esféricos. Para p  < 6, son mosaicos del plano hiperbólico, comenzando con el mosaico triheptagonal truncado .

Es el primero de una serie de hipercubos cantitruncados:

Gráfico cuboctaédrico truncado

En el campo matemático de la teoría de grafos , un gráfico cuboctaédrico truncado (o gran gráfico rombcuboctaédrico ) es la gráfica de vértices y aristas del cuboctaedro truncado, uno de los sólidos de Arquímedes . Tiene 48 vértices y 72 aristas, y es un gráfico de Arquímedes cúbico y simétrico cero . [7]

Ver también

Referencias

  1. ^ Wenninger, Magnus (1974), Modelos de poliedros , Cambridge University Press , ISBN 978-0-521-09859-5, señor  0467493(Modelo 15, pág. 29)
  2. ^ Williams, Robert (1979). La base geométrica de la estructura natural: un libro de consulta sobre diseño . Publicaciones de Dover, Inc. ISBN 0-486-23729-X.(Sección 3-9, pág. 82)
  3. ^ Cromwell, P.; Poliedros, CUP hbk (1997), pbk. (1999). (pág. 82)
  4. ^ BM Stewart, Aventuras entre los toroides (1970) ISBN 978-0-686-11936-4 
  5. ^ Doskey, Alex. "Aventuras entre los toroides - Capítulo 5 - Toroides (R) (A) (Q) (T) más simples del género p = 1". www.doskey.com .
  6. ^ Simetroedros: poliedros de la colocación simétrica de polígonos regulares Craig S. Kaplan
  7. ^ Leer, RC; Wilson, RJ (1998), Atlas de gráficos , Oxford University Press , pág. 269

enlaces externos