Главная
Диаграмма Шлегеля — проекция политопа из R d {displaystyle R^{d}} в R d − 1 {displaystyle R^{d-1}} через точку за одной из его граней. Результирующая фигура в R d − 1 {displaystyle R^{d-1}} комбинаторно эквивалентна исходному политопу. Диаграмма названа по имени Виктора Шлегеля, который предложил в 1886 году этот метод для изучения комбинаторных и топологических свойств политопов. В размерностях 3 и 4 диаграммы Шлегеля являются проекцией (3-мерного) многогранника в плоскую фигуру и проекцией 4-мерного многогранника в трёхмерное пространство соответственно. Как таковые, диаграммы Шлегеля часто используются для визуализации четырёхмерных многогранников.
Построение
Наиболее элементарное описание диаграммы Шлегеля для многогранника дано Дунканом Соммервиллем (Duncan Sommerville):
Очень полезным метод представления выпуклого многогранника является плоская проекция. Если эта проекция произведена из внешней точки, поскольку каждый луч пересекает многогранник дважды, он будет представлен многоугольной областью, разделённой дважды на многоугольники. Всегда существует подходящий выбор центра проекции, чтобы проекция одной из граней содержала проекции всех остальных граней. Это называется диаграммой Шлегеля многогранника. Диаграмма Шлегеля полностью представляет морфологию многогранника. Иногда удобно сделать проекцию многогранника из вершины. Вершина проектируется в бесконечность и не появляется на диаграмме, рёбра, идущие к ней представляются лучами, уходящими в бесконечность.Соммервиль рассматривал также случай симплекса в четырёхмерном пространстве: «Диаграмма Шлегеля симплекса в S4 является тетраэдром, разделённым на четыре тетраэдра». В более общем случае, политоп в n-мерном пространстве имеет диаграмму Шлегеля, построенную с помощью перспективной проекции через точку вне политопа, над центром грани. Все вершины и рёбра политопа проектируются на гиперплоскость этой грани. Если политоп выпуклый, существует точка около грани, при которой эта грань становится внешней, а все остальные грани оказываются внутри неё, при этом рёбра пересекаться не будут.
Примеры
Различные виды визуализации икосаэдра