О перечислении выпуклых $RR$-многогранников
В. И. Субботинab a Южно-Российский государственный политехнический университет имени М. И. Платова (г. Новочеркасск)
b Донской государственный аграрный университет (г. Новочеркасск)
Аннотация:
Задача перечисления класса многогранников с заданными условиями симметрии — одна из важных задач современной теории выпуклых многогранников. Известно много работ, в которых ставится задача о полном перечислении многогранников с условиями симметрии. Если ограничиться многогранниками в
$E^3$, то примерами таких многогранников являются правильные, правильные звёздчатые, Архимедовы многогранники, класс Джонсона-Залгаллера, многогранники с условными рёбрами и многогранники с паркетными гранями. Конкретно, условия симметрии для класса замкнутых выпуклых правильных многогранников состоят в условиях правильности равных граней многогранника и однотипности его вершин. Для многогранников Джонсона-Залгаллера — в условии правильногранности замкнутого выпуклого многогранника. Известно, что последний класс помимо правильных и архимедовых многогранников, бесконечной серии призм и антипризм, содержит 92 многогранника с правильными гранями.
Ранее автором были найдены новые классы многогранников (например, так называемые многогранники, сильно симметричные относительно вращения); они обладают такой симметрией элементов, при которой условия правильности граней не предполагаются заранее. При этом была доказана полнота списков рассмотренных классов.
Возвращаясь к таким условиям симметрии, которые включают условия правильности граней, автором был введён класс замкнутых выпуклых
$RR$-многогранников (от слов rhombic и regular). Коротко этот класс определяется следующими условиями симметрии. Грани
$RR$-многогранника можно разбить на два непустых непересекающихся множества — множество равных симметричных ромбических звёзд, не имеющих общих рёбер, и множество правильных граней.
При этом вершина
$V$ называется ромбической, если гранная звезда
$Star(V)$ вершины
$V$ многогранника состоит из
$n$ равных и одинаково расположенных ромбов (не квадратов), имеющих общей вершиной
$V$. Если вершина
$V$ принадлежит оси вращения порядка
$n$ звезды
$Star(V)$, то
$V$ называется симметричной. Симметричная ромбическая вершина
$V$ называется тупоугольной, если ромбы звезды
$Star(V)$ в вершине
$V$ сходятся своими тупыми углами. Примером
$RR$-многогранника является удлинённый ромбододекаэдр.
В настоящей работе приводится изменённое доказательство теоремы о существовании и единственности замкнутого выпуклого
$RR$-многогранника, связанного с икосаэдром и доказано существование двадцать четвёртого
$RR$-многогранника с треугольными гранями и с четырьмя тупоугольными ромбическими вершинами. Доказаны также теоремы о несуществовании некоторых многогранников с правильными гранями различного типа, "близких" к
$RR$-многогранникам.
Ключевые слова:
условия симметрии, симметричные ромбические вершины, $RR$-многогранник, звезда ромбической вершины.
УДК:
514.172.45 Поступила в редакцию: 14.08.2023
Принята в печать: 21.12.2023
DOI:
10.22405/2226-8383-2023-24-5-194-207