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ÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻ
Polyeder
ââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââ
top
Ein Polyeder (IPA: []cite-ref-krech-et-al-1-0[1]cite-ref-duden-online-2-0[2]cite-ref-duden-aussprachew-rterbuch-3-0[3], ; auch VielflĂ€chner oder Vielflach; von altgriechisch ÏολÏΔΎÏÎżÏ polĂœedros, deutsch âvielsitzig, vieleckigâ)cite-ref-4[4] ist ein dreidimensionaler Körper, der ausschlieĂlich von ebenen FlĂ€chen begrenzt wird.
Das Analogon im Zweidimensionalen ist das Polygon.
Beispiele sind der WĂŒrfel als beschrĂ€nktes Polyeder und ein Oktant eines dreidimensionalen Koordinatensystems als unbeschrĂ€nktes Polyeder.
Contents
âą Eigenschaften
âą Konstruktion
âą Konvexe Polyeder
âą Chirale Polyeder
âą Apeiroeder
⹠DualitÀt
âą Weblinks
âą Einzelnachweise
ââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââ
Eigenschaften
Polyeder weisen folgende Eigenschaften auf:
Topologie
⹠Anzahl und Art der SeitenflÀchen
⹠Lage der SeitenflÀchen zueinander
âą Anzahl und LĂ€nge der Kanten
âą Anzahl der Ecken
⹠Anzahl der FlÀchen/Kanten in jeder Ecke
GröĂen
⹠Volumen (wenn jede FlÀche eine eindeutige Orientierung hat)
⹠GesamtlÀnge der Kanten
Einige Polyeder haben auĂerdem Symmetrieeigenschaften, zum Beispiel
âą Drehsymmetrie
âą Achsensymmetrie
âą Punktsymmetrie
Die platonischen Körper definieren auĂerdem Symmetriegruppen, nĂ€mlich die Tetraedergruppe, die Oktaedergruppe und die Ikosaedergruppe.
Konstruktion
Konstruiert werden können Polyeder sowohl auf Basis ihrer Eckpunkte als auch ihrer planaren FlÀchen.
Konstruktion aus ihren Eckpunkten
Konstruieren lassen sich Polyeder, indem mindestens vier Punkte (die nicht in einer Ebene liegen) durch Kanten miteinander verbunden werden. Die Eckenanzahl der entstehenden BegrenzungsflĂ€chen ist davon abhĂ€ngig, wie viele Punkte jeweils in dieser Ebene liegen. Da drei Punkte je eine Ebene aufspannen, entstehen mindestens Dreiecke. Liegen vier oder mehr Punkte âgeschicktâ in einer Ebene, entstehen als BegrenzungsflĂ€chen Vier- oder Mehrecke.
Konstruktion aus ihren FlÀchen
Konstruieren lassen sich Polyeder, indem der Raum durch mindestens vier Ebenen geteilt wird. Die Anzahl der notwendigen Ebenen ist die Anzahl der FlĂ€chen F {\displaystyle F} des Polyeders. Schnittpunkte zweier Ebenen bilden die Kanten des Polyeders (Anzahl K {\displaystyle K} ), die Schnittpunkte dreier oder mehrerer Ebenen die Eckpunkte (Anzahl E {\displaystyle E} ). Damit sich in einer Ecke mehr als drei Ebenen bzw. FlĂ€chen treffen, mĂŒssen sich âgeschicktâ mehr als drei Ebenen in einem Punkt treffen.
Besondere Polyeder
Polyeder, wie sie uns im Alltag begegnen bzw. wie man sie von der Schulmathematik her kennt (vgl. vorhergehender Abschnitt), sind dreidimensional und beschrĂ€nkt, also â im Sinne der Topologie â kompakte Teilmengen des dreidimensionalen euklidischen Raums. Sie zĂ€hlen damit zu den geometrischen Körpern. Ein Polyeder heiĂt dabei dreidimensional, wenn es in keiner Ebene vollstĂ€ndig enthalten ist. Ein Polyeder heiĂt beschrĂ€nkt, wenn es eine Kugel gibt, in der es vollstĂ€ndig enthalten ist. UnbeschrĂ€nkte Polyeder mit nur einer Ecke werden Polyederkegel genannt. Dazu zĂ€hlen etwa die Trieder (englisch trihedron).
Konvexe Polyeder
HĂ€ufig sind dreidimensionale Polyeder zudem konvex. Ein Polyeder heiĂt konvex, wenn fĂŒr je zwei Punkte des Polyeders die Verbindungsstrecke zwischen diesen Punkten vollstĂ€ndig im Polyeder liegt. Zum Beispiel ist das nebenstehende Dodekaeder konvex. Ein Beispiel eines nicht-konvexen Polyeders ist das unten gezeigte toroidale Polyeder.
RegulÀre Polyeder, platonische, archimedische, catalanische und Johnson-Körper
Polyeder können nach verschiedenen Arten von RegelmĂ€Ăigkeiten klassifiziert werden. Die wichtigsten sind:
1. Alle SeitenflĂ€chen sind regelmĂ€Ăige Vielecke.
2. Alle SeitenflÀchen sind kongruent (deckungsgleich).
4. Alle Winkel zwischen benachbarten FlÀchen (Diederwinkel) sind gleich.
Klassifizierung Anzahl 1. 2. 3. 4. konvex Bemerkungen platonische Körper 005 â â â â â jeweils dual zu einem platonischen Körper Kepler-Poinsot-Körper 004 â â â â â jeweils dual zu einem Kepler-Poinsot-Körper regulĂ€re Polyeder 009 â â â â â gemeinsame Definition fĂŒr platonische Körper und Kepler-Poinsot-Körper archimedische Körper 013 â â â â â jeweils dual zu einem catalanischen Körper catalanische Körper 013 â â â â â jeweils dual zu einem archimedischen Körper regulĂ€re Prismen geeigneter Höhe â â {\displaystyle \ \ \infty } â â â â â die SeitenflĂ€chen sind 2 regulĂ€re n-Ecke und n Quadrate, Ausschlusskriterium fĂŒr archimedische Körper regulĂ€re Antiprismen geeigneter Höhe â â {\displaystyle \ \ \infty } â â â â â die SeitenflĂ€chen sind 2 regulĂ€re n-Ecke und 2·n gleichseitige Dreiecke, Ausschlusskriterium fĂŒr archimedische Körper regulĂ€re Doppelpyramiden geeigneter Höhe â â {\displaystyle \ \ \infty } â â â â â die SeitenflĂ€chen sind 2·n gleichschenklige Dreiecke, Ausschlusskriterium fĂŒr catalanische Körper regulĂ€re Trapezoeder geeigneter Höhe â â {\displaystyle \ \ \infty } â â â â â die SeitenflĂ€chen sind 2·n Drachenvierecke, Ausschlusskriterium fĂŒr catalanische Körper Johnson-Körper 092 â â â â â alle SeitenflĂ€chen sind regulĂ€re Polygone
Orthogonale Polyeder
Die FlÀchen eines orthogonalen Polyeders treffen sich im rechten Winkel. Seine Kanten verlaufen parallel zu den Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Mit Ausnahme des Quaders sind orthogonale Polyeder nicht konvex. Sie erweitern die zweidimensionalen orthogonalen Polygone in die dritte Dimension. Orthogonale Polyeder kommen in der algorithmischen Geometrie zum Einsatz. Dort bietet ihre eingeschrÀnkte Struktur Vorteile beim BewÀltigen ansonsten ungelöster Probleme (beliebiger Polyeder). Ein Beispiel ist das Entfalten der PolyederflÀchen in ein polygonales Netz.
Chirale Polyeder
Chirale Polyeder sind VielflĂ€chner, die topologisch nicht mit ihrem Spiegelbild ĂŒbereinstimmen. Beispiele in drei Dimensionen sind der abgeschrĂ€gte WĂŒrfel und das schiefe Dekaeder. Sie weisen HĂ€ndigkeit auf, das heiĂt, sie besitzen eine rechtshĂ€ndige und eine linkshĂ€ndige Variante, die durch Spiegelung aufeinander abgebildet werden können.cite-ref-5[5]
Apeiroeder
Apeiroeder sind unbeschrÀnkte Polyeder mit sich wiederholenden Strukturen.
Polyeder im Alltag
Beispiele fĂŒr Polyeder aus dem Alltag â verstanden als geometrische Körper â sind in ihrer ĂŒblichen Bauweise â SchrĂ€nke, Pyramiden, HĂ€user, Kristalle, SpielwĂŒrfel und GeodĂ€tische Kuppeln. Keine Polyeder sind hingegen Kugeln, Kegel, Flaschen, TortenstĂŒcke, da sie gekrĂŒmmte RandflĂ€chen besitzen.
Eulerscher Polyedersatz und Euler-Charakteristik
â
Hauptartikel
:
Eulerscher Polyedersatz
und
Euler-Charakteristik
FĂŒr konvexe und beschrĂ€nkte Polyeder gilt der eulersche Polyedersatz:
E â â K + F = 2 {\displaystyle E-K+F=2}
FĂŒr zusammenhĂ€ngende Polyeder gilt allgemein
E â â K + F = Ï Ï {\displaystyle E-K+F=\chi }
mit der Euler-Charakteristik Ï Ï {\displaystyle \chi } . FĂŒr einen Torus zum Beispiel ist Ï Ï = 0 {\displaystyle \chi =0} . Das rechts abgebildete Polyeder ist ein Beispiel dafĂŒr. Es hat 24 Ecken, 72 Kanten und 48 FlĂ€chen: E â â K + F = 24 â â 72 + 48 = 0 {\displaystyle E-K+F=24-72+48=0} .
FĂŒr alle Polyeder ist die Anzahl der FlĂ€chen mit ungerader Eckenanzahl (die jeweils gleich der Anzahl der Kanten ist) gerade. Das folgt daraus, dass die Summe der Anzahl der Kanten aller SeitenflĂ€chen gerade ist, weil diese Summe die doppelte Anzahl der Kanten des Polyeders ist.
AuĂerdem ist fĂŒr alle Polyeder die Anzahl der Ecken, wo eine ungerade Anzahl von FlĂ€chen (die jeweils gleich der Anzahl der Kanten ist) zusammentrifft, gerade. Das folgt daraus, dass die Summe der Anzahl der Kanten, die an den Ecken zusammentreffen, gerade ist, weil diese Summe die doppelte Anzahl der Kanten des Polyeders ist.
FĂŒr jedes konvexe Polyeder gilt die Ungleichung 2 â
â
K â„ â„ 3 â
â
F {\displaystyle 2\cdot K\geq 3\cdot F} , weil jede FlĂ€che benachbart zu mindestens 3 Kanten ist und jede Kante genau 2 FlĂ€chen begrenzt. Daraus und aus der Gleichung E â â K + F = 2 {\displaystyle E-K+F=2} (Eulerscher Polyedersatz) folgt E â„ â„ F 2 + 2 = â F + 5 2 â {\displaystyle E\geq {\frac {F}{2}}+2=\left\lfloor {\frac {F+5}{2}}\right\rfloor } . AuĂerdem gilt 2 â
â
K â„ â„ 3 â
â
E {\displaystyle 2\cdot K\geq 3\cdot E} , weil in jeder Ecke mindestens 3 Kanten zusammentreffen und zu jeder Kante genau 2 Ecken gehören. Daraus und aus dem eulerschen Polyedersatz folgt E ††2 â
â
F â â 4 {\displaystyle E\leq 2\cdot F-4} .
Ein konvexes Polyeder mit F {\displaystyle F} FlĂ€chen hat also mindestens â F + 5 2 â {\displaystyle \left\lfloor {\frac {F+5}{2}}\right\rfloor } und höchstens 2 â
â
F â â 4 {\displaystyle 2\cdot F-4} Ecken. Daraus folgt auĂerdem, dass ein Polyeder mit E {\displaystyle E} Ecken mindestens â E + 5 2 â {\displaystyle \left\lfloor {\frac {E+5}{2}}\right\rfloor } und maximal 2 â
â
E â â 4 {\displaystyle 2\cdot E-4} FlĂ€chen hat.
Bei gegebener Anzahl von FlÀchen wird die minimale Anzahl von Ecken erreicht, wenn das Polyeder bei gerader FlÀchenzahl nur von DreiecksflÀchen, bei ungerader FlÀchenzahl von einem Viereck und Dreiecken begrenzt wird. Das ist unter anderem beim Tetraeder, beim Oktaeder, beim Ikosaeder, bei den Deltaedern, bei einigen catalanischen Körpern und bei allen Doppelpyramiden der Fall. Weitere Beispiele sind die geodÀtischen Polyeder.
Bei gegebener Anzahl von FlĂ€chen wird stattdessen die maximale Anzahl von Ecken erreicht, wenn sich in jeder Ecken immer nur 3 FlĂ€chen und 3 Kanten treffen. Das ist unter anderem beim Tetraeder, beim WĂŒrfel, beim Dodekaeder, bei einigen archimedischen Körpern und bei allen Prismen der Fall. Weitere Beispiele sind die Goldberg-Polyeder.
Diese Polyeder weisen fĂŒr eine gegebene Anzahl von FlĂ€chen (oder Ecken) auch jeweils das Minimum oder das Maximum an Kanten auf.
Beispiele fĂŒr Polyeder mit einer bestimmten FlĂ€chenzahl
Polyeder werden nur in AusnahmefÀllen (im Allgemeinen der Körper mit maximaler Symmetrie, die platonischen Körper) nach der Anzahl der begrenzenden FlÀchen klassifiziert.
So versteht man unter Oktaeder (3,3,3,3,3,3,3,3) eher einen platonischen Körper als einen Zylinder mit sechsseitiger GrundflÀche (6,6,4,4,4,4,4,4).
Die Anzahl von Polyedern mit verschiedenen Topologien bei gegebener Seitenanzahl wĂ€chst ĂŒberexponential mit der Seitenanzahl.
âą Ein Tetraeder ist eindeutig.
âą Ein Pentaeder ist eine fĂŒnfseitige Pyramide oder ein dreiseitiges Prisma.
âą Bei Hexaedern gibt es schon 7 konvexe und 4 konkave Polyeder.
âą Bei Oktaedern gibt es schon 257 konvexe Polyeder, hinzu kommt noch eine gröĂere Zahl an konkaven Polyedern.
âą Bei Dodekaedern gibt es schon mehr als 6 Millionen konvexe Polyeder, bei Tetradekaedern wird schon die Milliarde erreicht.
Der Name eines Polyeders weist im Allgemeinen auf dessen Verwandtschaft und dessen Konstruktionsprinzip hin, manchmal auch auf GegenstĂ€nde des alltĂ€glichen Lebens. Polyeder, deren Name â-dekaederâ enden, brauchen nicht einmal 12 FlĂ€chen zu haben (Ausgehöhltes Dodekaeder mit 20 FlĂ€chen), teilweise gibt es nur in der Konstruktionskette ZwölfflĂ€chner oder Polyeder, die von einer bestimmten Polygonart 12 FlĂ€chen haben (Rhombenikosidodekaeder mit 62 FlĂ€chen).
| FlÀchen | | allgemein | allgemein | allgemein | | Beispiel | Beispiel | Beispiel | Beispiel |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FlÀchen | | Name | Kanten | Ecken | | Name | Bild | K | E |
| | | | | | | | | | |
| 0 4 | | Tetraeder | 0... 6 | 0... 4 | | Dreieckpyramide | | 00 6 | 0 4 |
| 0 5 | | Pentaeder | 0 8...9 | 0 5...6 | | Quadratpyramide | | 00 8 | 0 5 |
| 0 6 | | Hexaeder | 0 9...12 | 0 5...8 | | WĂŒrfel | | 0 12 | 0 8 |
| 0 7 | | Heptaeder | 11...15 | 0 6...10 | | verlÀngerte Dreieckpyramide | | 0 12 | 0 7 |
| 0 8 | | Oktaeder | 12...18 | 0 6...12 | | regelm. Oktaeder | | 12 | 0 6 |
| 0 8 | | Oktaeder | 12...18 | 0 6...12 | | Tetraederstumpf | | 18 | 12 |
| 0 8 | | Oktaeder | 12...18 | 0 6...12 | | Rhomboederstumpf | | 0 18 | 12 |
| 0 9 | | Enneaeder | 14...21 | 0 7...14 | | verlÀngerte Quadratpyramide | | 0 16 | 0 9 |
| 10 | | Dekaeder | 15...24 | 0 7...16 | | FĂŒnfeck-Bipyramide | | 0 15 | 0 7 |
| 10 | | Dekaeder | 15...24 | 0 7...16 | | pentagonales Trapezoeder | | 20 | 12 |
| 11 | | Hendekaeder | 17...27 | 0 8...18 | | ? | | 0 20 | 11 |
| 12 | | Dodekaeder | 18...30 | 0 8...20 | | regelmĂ€Ăiges Dodekaeder | | 0 30 | 20 |
| 13 | | Tridekaeder | | 0 9...22 | | verdreht verlÀngerte Quadratpyramide | | 0 20 | 0 9 |
| 14 | | Tetradekaeder | | 0 9...24 | | Disheptaeder | | 0 24 | 12 |
| 15 | | Pentadekaeder | | 10...26 | | verlĂ€ngerte FĂŒnfecks- Bipyramide | | 0 25 | 12 |
| 16 | | Hexadekaeder | | 10...28 | | zweifach erweitertes Antiprisma | | 0 24 | 10 |
| 17 | | Heptadekaeder | | 11...30 | | erweiterte Sphenocorona | | 0 26 | 11 |
| 18 | | Oktadekaeder | | 11...32 | | Quadratdoppelkuppel | | 0 32 | 16 |
| 20 | | Ikosaeder | | 12...36 | | regelmĂ€Ăiges Ikosaeder | | 0 30 | 12 |
| 22 | | IkosiÂdiploÂeder | | 13...40 | | verlĂ€ngerte FĂŒnfeckskuppel | | 0 45 | 25 |
| 24 | | Ikositetra- eder | | 14...44 | | Deltoidal- ikositetra- eder | | 0 48 | 26 |
| 30 | | TriaÂkontaÂeder | | 17...56 | | doppelt erweitertes abgestumpftes Hexaeder | | 0 60 | 32 |
| 32 | | TriaÂkontaÂdiÂploÂeder | 48...90 | 18...60 | | Ikosaederstumpf | | 0 90 | 60 |
| 32 | | TriaÂkontaÂdiÂploÂeder | 48...90 | 18...60 | | Ikosidodekaeder | | 60 | 30 |
| 32 | | TriaÂkontaÂdiÂploÂeder | 48...90 | 18...60 | | Dodekaederstumpf | | 90 | 60 |
| 60 | | HexaÂkontaÂeder | 90...174 | 32...116 | | PentagonÂhexaÂkontaÂeder | | 150 | 92 |
DualitÀt
FĂŒr jedes konvexe Polyeder P {\displaystyle P} existiert ein duales Polyeder P âČ {\displaystyle P'} . Das duale Polyeder P âČ {\displaystyle P'} hat genau eine FlĂ€che fĂŒr jede Ecke von P {\displaystyle P} , und zwei FlĂ€chen von P âČ {\displaystyle P'} grenzen aneinander genau dann, wenn die entsprechenden Ecken von P {\displaystyle P} durch eine Kante verbunden sind. Die Ecken von P âČ {\displaystyle P'} wiederum entsprechen genau den FlĂ€chen von P {\displaystyle P} . Anders ausgedrĂŒckt: es gibt eine bijektive Zuordnung der Ecken des Polyeders P {\displaystyle P} auf die FlĂ€chen des dualen Polyeders, so dass zwei Ecken von P {\displaystyle P} genau dann benachbart sind, wenn die zugeordneten FlĂ€chen von P âČ {\displaystyle P'} aneinander grenzen. Entsprechend sind auch die Kanten des Polyeders P {\displaystyle P} den Kanten des dualen Polyeders P âČ {\displaystyle P'} bijektiv zugeordnet. Ebenso gibt es eine Bijektion zwischen den FlĂ€chen von P {\displaystyle P} und den Ecken von P âČ {\displaystyle P'} . Das Dual des WĂŒrfels ist beispielsweise der Oktaeder (siehe Abbildung): jeder SeitenflĂ€che des WĂŒrfels, also jedem Quadrat, entspricht eine Ecke des Oktaeders (in der Abbildung ist die Ecke gerade der Mittelpunkt des Quadrats), und jeder Ecke des WĂŒrfels entspricht eine SeitenflĂ€che des Oktaeders (die Ecke liegt genau senkrecht ĂŒber dem Schwerpunkt dieses Dreiecks). Umgekehrt ist das Dual des Oktaeders wieder der WĂŒrfel.
Duale Polyeder existieren paarweise, und das Dual eines Duals ist wieder das ursprĂŒngliche Polyeder ( ( P âČ ) âČ = P {\displaystyle (P')'=P} ). Einige Polyeder sind selbst-dual, was bedeutet, dass das Dual des Polyeders mit dem ursprĂŒnglichen Polyeder kongruent ist. Solche Polyeder sind zum Beispiel das Tetraeder, die quadratische Pyramide und alle regelmĂ€Ăigen Pyramiden.cite-ref-6[6] Das Dual eines platonischen Körpers ist selbst ein platonischer Körper. Das Hexaeder ist dual zum Oktaeder und umgekehrt, das Dodekaeder ist dual zum Ikosaeder und umgekehrt und das Tetraeder ist dual zu sich selbst. Jeder der 13 archimedischen Körper ist dual zu einem der 13 catalanischen Körper und umgekehrt.
Abstrakte Polyeder haben auch Duale, die zusĂ€tzlich erfĂŒllen, dass sie die gleiche Euler-Charakteristik und Orientierbarkeit wie das ursprĂŒngliche Polyeder haben. Diese Form der DualitĂ€t beschreibt jedoch nicht die Form eines dualen Polyeders, sondern nur seine kombinatorische Struktur. FĂŒr einige Definitionen nichtkonvexer geometrischer Polyeder existieren Polyeder, deren abstrakte Duale unter derselben Definition nicht als geometrische Polyeder realisiert werden können.
Verallgemeinerungen
Das Prinzip der Begrenzung des dreidimensionalen Raums durch ebene FlĂ€chen, also zweidimensionale Teile einer Ebene, lĂ€sst sich auf mehr als drei Dimensionen ausdehnen. Im Vierdimensionalen ist es das Polychor, allgemein das d-dimensionale Polytop. Vielfach wird neben dem Begriff des Polytops auch der Begriff âPolyederâ fĂŒr nicht notwendigerweise dreidimensionale RĂ€ume verwendet.
âą Vor allem in der Topologie nennt man eine Teilmenge des R n {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}} ein Polyeder, wenn sie triangulierbar ist, wenn sie also als Vereinigung der Simplexe eines simplizialen Komplexes K â â 2 R n {\displaystyle {\mathcal {K}}\subseteq 2^{\mathbb {R} ^{n}}} gebildet werden kann.cite-ref-7[7]cite-ref-8[8] Das homöomorphe Bild eines solchen allgemeinen Polyeders bezeichnet man als krummes Polyeder und die Bilder der beteiligten Simplexe als krumme Simplexe.cite-ref-9[9]
âą In der linearen Optimierung ist ein (konvexes) Polyeder im R n {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}} definiert als der Schnitt von endlich vielen HalbrĂ€umen.cite-ref-10[10] Nach dieser Definition ist ein Polyeder nicht notwendigerweise beschrĂ€nkt. Ein beschrĂ€nktes nichtleeres Polyeder wird dann als Polytop bezeichnet. Nach dem Zerlegungssatz fĂŒr konvexe Polyeder ist eine Teilmenge des R n {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}} genau dann ein Polyeder, wenn sie sich als Summe eines konvexen Polytops und eines (konvexen) polyedrischen Kegels darstellen lĂ€sst.
Weblinks
Commons
: Polyeder
â Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Polyeder
â BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Ăbersetzungen
⹠Polyedergarten Bilder, Animationen, VRML-3D-Modelle; mit Àsthetischem Anspruch
âą Formeln fĂŒr regulĂ€re und semiregulĂ€re Polyeder
âą Paper Models of Polyhedra Schablonen zum Basteln von Polyedern
âą Polyeder aus Flechtstreifen Polyedermodelle durch Verflechten von Papierstreifen ohne Klebstoff herstellen
Einzelnachweise
cite-note-krech-et-al-11. â Eva-Maria Krech, Eberhard Stock, Ursula Hirschfeld, Lutz Christian Anders: Deutsches Aussprachewörterbuch. 1. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin, New York 2009, ISBN 978-3-11-018202-6, S. 833.
cite-note-duden-online-22. â nur Betonung: Polyeder, das. duden.de, Cornelsen Verlag GmbH, Berlin, Deutschland, abgerufen am 7. Dezember 2022.
cite-note-44. â Wilhelm Pape, Max Sengebusch (Bearb.): Handwörterbuch der griechischen Sprache. 3. Auflage, 6. Abdruck. Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914 (zeno.org [abgerufen am 12. MĂ€rz 2020]).
cite-note-55. â Edward S. Popko: Divided Spheres: Geodesics and the Orderly Subdivision of the Sphere. CRC Press, 2012, ISBN 978-1-4665-0429-5 (eingeschrĂ€nkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
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cite-note-77. â Egbert Harzheim: EinfĂŒhrung in die Kombinatorische Topologie (= DIE MATHEMATIK. EinfĂŒhrungen in Gegenstand und Ergebnisse ihrer Teilgebiete und Nachbarwissenschaften). Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1978, ISBN 3-534-07016-X, S. 34 (MR0533264).
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cite-note-99. â Egbert Harzheim: EinfĂŒhrung in die Kombinatorische Topologie (= DIE MATHEMATIK. EinfĂŒhrungen in Gegenstand und Ergebnisse ihrer Teilgebiete und Nachbarwissenschaften). Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1978, ISBN 3-534-07016-X, S. 35 (MR0533264).
cite-note-1010. â Rainer E. Burkhard, Uwe T. Zimmermann: EinfĂŒhrung in die Mathematische Optimierung (= Springer-Lehrbuch). Springer, Berlin/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-28673-5, S. 19.