برخی از چندوجهی‌ها
Dodecaedro
دوازده‌وجهی
(جسم افلاطونی)
Small stellated dodecahedron
دوازده‌وجهی ستاره‌ای کوچک
(چندوجهی کپلر–پوآنسو)
بیست‌دوازده‌وجهی


بیست‌دوازده‌وجهی
(جسم ارشمیدسی)

Prisma stellato
Prisma stellato
(Uniform polyhedron stellato)
Triacontaedro rombico
سی لوزوجهی
(جسم کاتالان)
Ebesfenomegacorona
Hebesphenomegacorona
(جسم جانسون)

چندوجهی[الف] یک شیء صلب هندسی در فضای سه بعدی است که وجه‌هایی صاف (هر وجه در یک صفحه) و ضلع‌هایی واقع بر خط راست دارد. به چهاروجهی هرم گفته می‌شود و مکعب نمونه‌ای از یک شش وجهی است. چندوجهی می‌تواند محدب یا غیر محدب باشد.

چندوجهی‌های ساده مثل هرم و منشور را با می‌توان اکستروژن (بیرون کشیدن) چندضلعی‌های دوبعدی ساخت. تنها تعداد معدودی از چندوجهی‌ها با وجوه منظم می‌تواند وجود داشته باشد که شامل اجسام افلاطونی و اجسام ارشمیدسی می‌شود. برخی اجسام ارشمیدسی را می‌توان با بریدن هرم راس اجسام افلاطونی ساخت.

به دلیل سادگی ساختن، در غالب آثار معماری از چندوجهی‌ها استفاده می‌شود. اخیراً نیز به علت استفاده از اشکال علاقه به سطوح چندوجهی افزایش یافته‌است.[۱]

تعاریفویرایش

 
یک چندوجهی

به‌طور کلی، «چندوجهی» شکلی در فضای سه‌بعدی است که شامل تعداد محدودی وجه تخت، ضلعِ راست، و رأس است به‌گونه‌ای که در هر ضلع دقیقاً دو وجه به هم برسند و در هر رأس دستکم سه رأس و سه وجه با هم برخود کنند.[۲] معمولاً فضای محصور شده در درون این وجه‌ها (حجم) نیز جزء چندوجهی به‌شمار می‌رود.

بااین‌حال در ریاضیات تعریف واحدی برای چندوجهی وجود ندارد.

«سطح چندوجهی»[ب] حاصل به‌هم پیوستن تعداد محدودی وجه چندضلعی تخت است و ملزوما فضایی را محصور نمی‌کند. در سطوح چندوجهی می‌توان اضلاع مرزی و رئوس مرزی (تنها در زمانی که سطح چندوجهی شامل فقط یک وجه باشد) داشت.[۲]

چندوجهی‌ها در جهان واقعویرایش

چندوجهی‌ها در طبیعتویرایش

چندوجهی‌های ساختگیویرایش

         

چندوجهی‌های خاصویرایش

هرمویرایش

 
با اتصال رئوس چند ضلعی B (قاعده) در صفحهٔ P به نقطهٔ v «هرم» تشکیل می‌شود. با برش هرم توسط صفحهٔ E موازی P «بریدهٔ هرمی» ساخته می‌شود. با قرار دادن یک هرم بر روی یک بریدهٔ هرمی، می‌توان ابلیسک ساخت.

«هرم» از گونه‌های شناخته‌شدهٔ چندوجهی است. قاعدهٔ هر کدام از اهرام مصر معمولاً مربع است و چهار وجه دیگر مثلث هستند. هرم به‌طور کلی از یک قاعدهٔ چندضلعی B واقع در صفحهٔ P تشکیل می‌شود که رئوس آن به‌وسیلهٔ وجه‌های مثلثی‌شکل به نقطهٔ v که روی صفحهٔ P نیست متصل شده‌اند. با این حساب یال M هر هرم، سطحی چندوجهی با وجوه مثلثی خواهد بود.[۳] برای ساختن یک هرم می‌توان از اکستروژن مرکزی بهره برد. در اکستروژن مرکزی رئوس چندضلعی B در صفحهٔ p در راستای خطوطی همگرا به سوی یک نقطه (v) کشیده می‌شوند و شکل نهایی هرم به شکل چندضلعی B و جای نقطهٔ v وابسته است.[۴]

با برش زدن هرم توسط صفحهٔ E موازی با صفحهٔ P «بریدهٔ هرمی»[پ] ایجاد می‌شود. پایهٔ ابلیسک نمونهٔ یک بریدهٔ هرمی است.[۳]

منشورویرایش

 
با اکستروژن (بیرون کشیدن) مرکزی، موازی، و موازی راست می‌توان هرم، منشور، و منشور راست ساخت.

منشور چندوجهی‌ای است که وجه‌های بالا و پایینش چندضلعی‌های همنهشت (مساوی) باشند که در صفحه‌هایی موازی هم قرار دارند. رئوس وجه‌های بالا و پایین یک منشور با پاره‌خط‌هایی به هم وصل می‌شوند. بااین‌حساب هر یک از وجه‌های جانبی منشور یک متوازی‌الاضلاع است و یال ایجادشده یک سطح چندوجهی است.[۴] اگر وجه‌های بالای منشور با خط‌های عمود بر صفحهٔ شامل وجه پایینی آن به وجه پایینی وصل شده باشد، حاصل حالت خاصی از منشور موسوم به «منشور راست» است که در آن همهٔ وجه‌های جانبی مستطیل هستند. اگر وجوه بالا و پایین یک منشور هم مستطیل باشند منشور راست خاصی به نام مکعب مستطیل تشکیل می‌شود.[۴]

برای ساختن یک منشور می‌توان از اکستروژن موازی بهره برد. در اکستروژن موازی رئوس چندضلعی B در صفحهٔ p در راستای خطوطی موازی کشیده می‌شوند.[۴]


چندوجهی منتظمویرایش

اجسام افلاطونیویرایش

چند وجهی‌های محدب که:

  1. همهٔ وجه‌های آن چندضلعی‌های منتظم هم‌نهشت باشند.
  2. که هیچ ‌کدام از وجه‌های آن با هم تلاقی نکنند، مگر در اضلاع آن.
  3. تعداد یکسانی از وجه‌ها در هر یک از رأس‌ها به هم برسند.

افلاطونی نامیده می‌شوند.

چندوجهی کپلر-پوآنسوویرایش

اجسام ارشمیدسیویرایش

اجسام کاتالانویرایش

اجسام جانسونویرایش

چندوجهی مرکبویرایش

چندوجهی گلدبرگویرایش

چندوجهی ژئودزیکویرایش

یادداشتویرایش

  1. به انگلیسی: Polyhedron که حالت جمع آن Polyhedra است. واژه‌نامه ریشه‌شناختی اخترفیزیک نوشتهٔ حیدری ملایری معادل چنددیمه را برای چندوجهی توصیه می‌کند.
  2. polyhedral surface
  3. pyramidal frustums

منابعویرایش

پانویسویرایش

فهرست منابعویرایش

  • Pottmann, Helmut (2007). Architectural geometry. Exton, Pa: Bentley Institute Press. ISBN 978-1-934493-04-5. OCLC 180177477.
  • افراسیابی، مرضیه (۱۳۸۹). «نقد و بررسی افلاطون: رساله تیمائوس: تبیین ریاضیاتی افلاطون از عالم طبیعت». کتاب ماه فلسفه (۳۸): ۳–۱۰. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۶ دسامبر ۲۰۱۸. دریافت‌شده در ۲۰۱۸-۰۹-۱۶.
  • مازوچی، هادی (۱۳۸۸). «این هم مجموعه ای است . .». کتاب ماه علوم و فنون (۱۲۰): ۱۲–۲۹. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۶ دسامبر ۲۰۱۸. دریافت‌شده در ۲۰۱۸-۰۹-۱۶.
  • هاشمی، غلامرضا (۱۳۹۱). «نظری به جایگه هندسه و نقوش هندسی در آرا متفکران یونانی و مسلمان». کتاب ماه هنر (۱۶۵): ۲۶–۳۱. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۶ دسامبر ۲۰۱۸. دریافت‌شده در ۲۰۱۸-۰۹-۱۶.