Politopo uniforme

Politopos uniformes convexos

2D	3D
Triángulo truncado o hexágono uniforme, con diagrama de Coxeter-Dynkin Plantilla:DCD	Octaedro truncado Plantilla:DCD
4D	5D
16-celdas truncado Plantilla:DCD	5-ortoplex truncado Plantilla:DCD

En geometría, un politopo uniforme de dimensión tres o superior es una forma geométrica isogonal delimitada por facetas uniformes. Los politopos uniformes en dos dimensiones son los polígonos regulares (la definición es diferente en 2 dimensiones, para excluir a los polígonos de lados pares vértice-transitivos que alternan dos longitudes diferentes de aristas).

Esta es una generalización de la categoría anterior de politopos semirregulares, pero también incluye los politopos regulares. Además, se permiten tanto caras regulares como figuras de vértice con forma de estrella (polígonos estrellados), lo que amplía enormemente las posibles soluciones. Una definición estricta requiere que los politopos uniformes sean finitos, mientras que una definición más amplia permite que los panales uniformes (teselados bidimensionales y panales de dimensiones superiores) de los espacios euclídeo e hiperbólico también se consideren politopos.

Operaciones

Casi todos los politopos uniformes pueden generarse a partir de una construcción de Wythoff y representarse mediante un diagrama de Coxeter-Dynkin. Excepciones notables son el gran dirrombicosidodecaedro en tres dimensiones y el gran antiprisma en cuatro dimensiones. La terminología para los politopos uniformes convexos (utilizada en los artículos poliedro uniforme, 4-politopo uniforme, 5-politopo uniforme, 6-politopo uniforme, teselado uniforme y panal convexo uniforme) fue acuñada por Norman Johnson.

De manera equivalente, los politopos wythoffianos se pueden generar aplicando operaciones básicas a los politopos regulares en estas dimensiones. Este enfoque fue utilizado por primera vez por Johannes Kepler, y es la base de la notación de poliedros de Conway.

Operadores de rectificación

Los n-politopos regulares tienen n órdenes de rectificación. La rectificación cero es la forma original. La (n−1)-ésima rectificación es el poliedro conjugado. Una rectificación reduce las aristas a vértices, una birrectificación reduce las caras a vértices, una trirrectificación reduce las celdas a vértices, una cuatrirrectificación reduce las 4-caras a vértices, una quintirrectificación reduce las 5-caras a vértices, y así sucesivamente.

Se puede utilizar un símbolo de Schläfli extendido para representar formas rectificadas, con un solo subíndice:

• k-ésima rectificación = t_k{p₁, p₂, ..., p_n-1} = kr.

Operadores de truncamiento

Las operaciones de truncamiento se pueden aplicar a n-politopos regulares en cualquier combinación. El diagrama de Coxeter resultante tiene dos nodos anillados y la operación recibe el nombre de la distancia entre ellos. El truncamiento corta vértices, el canteado' corta aristas, la runcinación corta caras, y la estericación corta celdas. Cada operación superior también abarca a las inferiores, de modo que (por ejemplo), un canteado también trunca vértices.

1. t_0,1 o t: Truncamiento: se aplica a polígonos y a figuras de dimensiones superiores. Un truncamiento elimina los vértices e inserta una nueva faceta en lugar de cada unos de los vértices anteriores. Las caras se truncan, duplicando su número de aristas (el término, acuñado por Johannes Kepler, proviene del latín truncare, "cortar".)

   

   • También hay truncamientos superiores: bitruncamiento t_1,2 o 2t, tritruncamiento t_2,3 o 3t, cuatritruncamiento t_3,4 o 4t, quintitruncamiento t_4,5 o 5t, etc.
2. t_0,2 o rr: Canteado: se aplica a poliedros y a figuras de dimensiones superiores. Puede verse como una rectificación de una primera rectificación. Un canteado trunca tanto los vértices como las aristas y los reemplaza por nuevas facetas. Las células son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término, acuñado por Johnson, se deriva del verbo cant, como biselar", que significa cortar según un plano inclinado).

   

   • También hay canteados superiores: bicanteado t_1,3 o r2r, tricanteado t_2,4 o r3r, cuatricanteado t_3,5 o r4r, etc.
   • t_0,1,2 o tr: Cantitruncamiento: se aplicada a poliedros y a figuras de dimensiones superiores. Se puede considerar que trunca una forma rectificada. Un cantitruncamiento secciona tanto los vértices como las aristas, y los reemplaza por nuevas facetas. Las células son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término compuesto combina canteado y truncamiento)
     • También hay cantitruncamientos superiores: bicantitruncamiento t_1,2,3 o t2r, tricantitruncamiento t_2,3,4 o t3r, cuatricantitruncamiento t_3,4,5 o t4r, etc.
3. t_0,3: Runcinado: se aplica a 4-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. El runcinado trunca vértices, aristas y facetas, reemplazándolos a cada uno por nuevas facetas. Las 4-facetas son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término, acuñado por Johnson, se deriva del latín runcina, la "garlopa" usada por los carpinteros).
   • También hay runcinados superiores: birruncinado t_1,4, trirruncinado t_2,5, etc.
4. t_0,4 o 2r2r: Estericación: se aplica a 5-politopos uniformes y figuras de dimensiones superiores. Puede verse como una birrectificación de una birrectificación. La estericación trunca vértices, aristas, caras y celdas, reemplazando cada uno por nuevas facetas. Las 5-caras son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término, acuñado por Johnson, se deriva del griego estéreo, "sólido".)
   • También hay estericaciones superiores: biestericación t_1,5 o 2r3r, triestericación t_2,6 o 2r4r , etc.
   • t_0,2,4 o 2t2r: Estericanteado: se aplica a 5-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. Puede verse como el bitruncamiento de una birrectificación.
     • También hay estericanteados superiores: biestericanteado' t_1,3,5 o 2t3r, tristericanteado t_2,4,6 o 2t4r, etc.
5. t_0,5: Pentelación: se aplica a 6-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. La pentelación trunca vértices, aristas, caras, celdas y 4-caras, reemplazando cada uno por nuevas facetas. Las 6-caras son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas(el término pentelación deriva del prefijo griego pente, "cinco").
   • También hay pentelaciones superiores: bipentelación t_1,6, tripentelacion t_2,7, etc.
6. t_0,6 o 3r3r: Hexilación: se aplica a 7-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. Puede verse como una trirectificación de una trirectificación. La hexilación trunca vértices, aristas, caras, celdas, 4-caras y 5-caras, reemplazando cada uno por nuevas facetas. Las 7-caras son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término hexilación deriva del griego hex, "seis").
   • También hay hexilaciones superiores: bihexilación': t_1,7 o 3r4r, trihexilación: t_2,8 o '3r5r, etc.
   • t_0,3,6 o 3t3r: Hexiruncinado: se aplica a 7-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. Puede verse como un tritruncamiento de una trirectificación.
     • También hay hexiruncinaciones superiores: bihexiruncinado: t_1,4,7 o 3t4r, trihexiruncinado: t_2,5,8 o 3t5r, etc.
7. t_0,7: Heptelación: se aplica a 8-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores. La heptelación trunca vértices, aristas, caras, celdas, 4 caras, 5-caras y 6-caras, reemplazando cada una por nuevas facetas. Las 8-caras son reemplazadas por copias topológicamente expandidas de sí mismas (el término heptelación deriva del griego hepta, "siete").
   • También hay heptelaciones superiores: biheptelación t_1,8, triheptelación t_2,9, etc.
8. t_0,8 o 4r4r: Octelación: se aplica a 9-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores.
9. t_0,9: Enelación: se aplica a 10-politopos uniformes y a figuras de dimensiones superiores.

Además, se pueden realizar combinaciones de truncamientos que también generan nuevos politopos uniformes. Por ejemplo, un runcitruncamiento es una runcinación y un truncamiento aplicados juntos.

Si se aplican todos los truncamientos a la vez, la operación puede denominarse de manera más general como omnitruncado.

Alternación

La alternación de un cuboctaedro truncado produce un cubo romo

Una operación especial, llamada alternación, elimina vértices alternativos de un politopo que solo tiene caras pares. Un politopo omnitruncado alternado se llama romo.

Los politopos resultantes siempre se pueden construir, y generalmente no son reflectantes y, en general, tampoco tienen soluciones de politopos uniformes.

El conjunto de politopos formados alternando un hipercubo se conocen como demicubos. En tres dimensiones, esta operación produce un tetraedro; en cuatro dimensiones, se genera un 16-celdas, o demiteseracto.

Figura de vértice

Se pueden construir politopos uniformes a partir de su figura de vértice, la disposición de aristas, caras, celdas, u otros elementos de dimensiones superiores alrededor de cada vértice. Los politopos uniformes representados por un diagrama de Coxeter-Dynkin, que marcan espejos activos mediante anillos, tienen simetría reflexiva y pueden construirse simplemente a partir de reflexiones recursivas de la figura del vértice.

Un número menor de politopos uniformes no reflexivos tienen una única figura de vértice, pero que no se repite mediante reflexiones simples. La mayoría de estos cuerpos se pueden representar con operaciones como la alternación de otros politopos uniformes.

Las figuras de vértice para diagramas de Coxeter de anillo único se pueden construir a partir del diagrama, eliminando el nodo anillado y anillando los nodos vecinos. Estas figuras de vértice son en sí mismas vértice-transitivas.

Los politopos de anillos múltiples se pueden generar empleando un proceso de construcción un poco más complicado y su topología no es un politopo uniforme. Por ejemplo, la figura del vértice de un politopo regular truncado (con 2 anillos) es una pirámide. Un politopo omnitruncado (todos los nodos anillados) siempre tendrá un símplex irregular como figura de vértice.

Circunradio

Los politopos uniformes tienen aristas de igual longitud y todos los vértices están a la misma distancia del centro, lo que se denomina circunradio.

Los politopos uniformes cuyo circunradio es igual a la longitud de las aristas se pueden utilizar como figura de vértice para los panales uniformes. Por ejemplo, el hexágono regular se divide en 6 triángulos equiláteros y es la figura de vértice del teselado triangular regular. Además, el cuboctaedro se divide en 8 tetraedros regulares y 6 pirámides cuadradas (la mitad del octaedro), y es la figura del vértice del panal cúbico alternado.

Politopos uniformes por dimensión

Es útil clasificar los politopos uniformes por su dimensión, que equivale al número de nodos en el diagrama de Coxeter, o al número de hiperplanos en la construcción Wythoffiana. Debido a que los politopos de (n+1) dimensiones son teselados del espacio esférico de n dimensiones, los teselados euclídeos e hiperbólicos de n dimensiones también se consideran (n+ 1)-dimensionales. Por tanto, los teselados del espacio bidimensional se agrupan con los sólidos tridimensionales.

Una dimensión

El único politopo unidimensional es el segmento de recta. Corresponde a la familia de Coxeter A₁.

Dos dimensiones

En dos dimensiones, existe una familia infinita de politopos uniformes convexos, los polígonos regulares, siendo el más simple el triángulo equilátero. Los polígonos regulares truncados se convierten geométricamente en polígonos cuasirregulares bicolores del doble de lados, t{p}={2p}. Los primeros polígonos regulares (y formas cuasirregulares) se muestran a continuación:

Nombre	Triángulo (2-símplex)	Cuadrado (2-ortoplex) (2-cubo)	Pentágono	Hexágono	Heptágono	Octógono	Eneágono	Decágono	Endecágono
Schläfli	{3}	{4} t{2}	{5}	{6} t{3}	{7}	{8} t{4}	{9}	{10} t{5}	{11}
Diagrama de Coxeter	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD
Imagen
Nombre	Dodecágono	Tridecágono	Tetradecágono	Pentadecágono	Hexadecágono	Heptadecágono	Octodecágono	Polígono	Isodecágono
Schläfli	{12} t{6}	{13}	{14} t{7}	{15}	{16} t{8}	{17}	{18} t{9}	{19}	{20} t{10}
Diagrama de Coxeter	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD
Imagen

También hay un conjunto infinito de estrellas (una por cada número racional mayor que 2), pero no son convexas. El ejemplo más sencillo es la estrella pentagonal, que corresponde al número racional 5/2. Los polígonos de estrellas regulares, {p/q}, se pueden truncar en polígonos de estrellas semirregulares, t{p/q}=t{2p/q}, pero se convierten en recubrimientos dobles si q es par. También se puede realizar un truncamiento con un polígono de orientación inversa t{p/(p-q)}={2p/(p-q)}, por ejemplo t{5/3}={10/3}.

Nombre	Estrella pentagonal	Heptagramas		Octagrama	Eneagramas		Decagrama	...n-agramas
Schläfli	{5/2}	{7/2}	{7/3}	{8/3} t{4/3}	{9/2}	{9/4}	{10/3} t{5/3}	{p/q}
Diagrama de Coxeter	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD Plantilla:DCD	Plantilla:DCD
Imagen

Polígonos regulares, representados por Símbolo de Schläfli {p} para un p-gon. Los polígonos regulares son autoduales, por lo que la rectificación produce el mismo polígono. La operación de truncamiento uniforme duplica los lados a {2p}. La operación de desaire, alternando el truncamiento, restaura el polígono original {p}. Por tanto, todos los polígonos uniformes también son regulares. Se pueden realizar las siguientes operaciones en polígonos regulares para derivar polígonos uniformes, que también son polígonos regulares:

Operación	Símbolos de Schläfli extendidos		Resultado regular	Diagrama de Coxeter	Posición		Simetría
					(1)	(0)
Original	{p}	t0{p}	{p}	Plantilla:DCD	{}	--	[p] (orden 2p)
Rectificado (Dual)	r{p}	t1{p}	{p}	Plantilla:DCD	--	{}	[p] (orden 2p)
Truncado	t{p}	t0,1{p}	{2p}	Plantilla:DCD	{}	{}	[[p]]=[2p] (orden 4p)
Mitad	h{2p}		{p}	Plantilla:DCD	--	--	[1+,2p]=[p] (orden 2p)
Achatado	s{p}		{p}	Plantilla:DCD	--	--	[[p]]+=[p] (orden 2p)

Tres dimensiones

En tres dimensiones se incrementa la variedad de formas. Hay cinco poliedros regulares convexos, conocidos como sólidos platónicos:

Nombre	Schläfli {p,q}	Diagrama Plantilla:DCD	Imagen (transparente)	Imagen (sólida)	Imagen (esférica)	Caras {p}	Aristas	Vértices {q}	Simetría	Dual
Tetraedro (3-símplex) (Pirámide)	{3,3}	Plantilla:DCD				4 {3}	6	4 {3}	Td	(autodual)
Cubo (3-cubo) (Hexaedro)	{4,3}	Plantilla:DCD				6 {4}	12	8 {3}	Oh	Octaedro
Octaedro (3-ortoplex)	{3,4}	Plantilla:DCD				8 {3}	12	6 {4}	Oh	Cubo
Dodecaedro	{5,3}	Plantilla:DCD				12 {5}	30	20 {3}2	Ih	Icosaedro
Icosaedro	{3,5}	Plantilla:DCD				20 {3}	30	12 {5}	Ih	Dodecaedro

También hay 13 poliedros semirregulares, o sólidos arquimedianos, que se pueden obtener mediante la construcción de Wythoff o realizando operaciones en los sólidos platónicos, tal como se muestra en la siguiente tabla:

	Original	Truncado	Rectificado	Bitruncado (dual truncado)	Birrectificado (dual)	Canteado	Omnitruncado (Plantilla:Small)	Romo
Tetraédrica 3-3-2	{3,3}	(3.6.6)	(3.3.3.3)	(3.6.6)	{3,3}	(3.4.3.4)	(4.6.6)	(3.3.3.3.3)
Octaédrica 4-3-2	{4,3}	(3.8.8)	(3.4.3.4)	(4.6.6)	{3,4}	(3.4.4.4)	(4.6.8)	(3.3.3.3.4)
Icosaédrica 5-3-2	{5,3}	(3.10.10)	(3.5.3.5)	(5.6.6)	{3,5}	(3.4.5.4)	(4.6.10)	(3.3.3.3.5)

También existe un conjunto infinito de prismas, uno para cada polígono regular, y un conjunto correspondiente de antiprismas.

#	Nombre	Imagen	Teselado	Figura de vértice	Diagrama y símbolo de Schläfli
P2p	Prismas				Plantilla:DCD tr{2,p}
Ap	Antiprismas				Plantilla:DCD sr{2,p}

Los poliedros estelares uniformes incluyen otros 4 poliedros estelares regulares, el sólido de Kepler-Poinsot, y 53 poliedros estelados semirregulares. También hay dos conjuntos infinitos, los prismas estelares (uno por cada polígono estelar) y los antiprismas estelares (uno por cada número racional mayor que 3/2).

Construcciones

Los poliedros y mosaicos uniformes de Wythoff se pueden definir por su símbolo de Wythoff, que especifica el dominio fundamental del objeto. Una extensión de la notación de Schläfli, también utilizada por Coxeter, se aplica a todas las dimensiones. Consta de la letra 't', seguida de una serie de números con subíndices correspondientes a los nodos anillados del diagrama de Coxeter-Dynkin, y seguido del símbolo de Schläfli del politopo semilla regular. Por ejemplo, el octaedro truncado se representa con la notación: t_0,1{3,4}.

Triángulos generadores

Operación	Símbolo de Schläfli			Diagrama de Coxeter		Símbolo de Wythoff	Posición: Plantilla:DCD
							Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD
Original	$\left\{\begin{array}{c}p,q\end{array}\right\}$	{p,q}	t0{p,q}	Plantilla:DCD		q | 2 p	{p}	{}	--	--	--	{}
Birrectificado (o dual)	$\left\{\begin{array}{c}q,p\end{array}\right\}$	{q,p}	t2{p,q}	Plantilla:DCD		p | 2 q	--	{}	{q}	{}	--	--
Truncado	$t\left\{\begin{array}{c}p,q\end{array}\right\}$	t{p,q}	t0,1{p,q}	Plantilla:DCD		2 q | p	{2p}	{}	{q}	--	{}	{}
Bitruncado (o dual truncado)	$t\left\{\begin{array}{c}q,p\end{array}\right\}$	t{q,p}	t1,2{p,q}	Plantilla:DCD		2 p | q	{p}	{}	{2q}	{}	{}	--
Rectificado	$\left\{\begin{array}{c}p\\ q\end{array}\right\}$	r{p,q}	t1{p,q}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	2 | p q	{p}	--	{q}	--	{}	--
Canteado (o expandido)	$r\left\{\begin{array}{c}p\\ q\end{array}\right\}$	rr{p,q}	t0,2{p,q}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	p q | 2	{p}	{}×{}	{q}	{}	--	{}
Cantitruncado (u omnitruncado)	$t\left\{\begin{array}{c}p\\ q\end{array}\right\}$	tr{p,q}	t0,1,2{p,q}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	2 p q |	{2p}	{}×{}	{2q}	{}	{}	{}

Operación	Símbolo de Schläfli			Diagrama de Coxeter		Símbolo de Wythoff	Posición: Plantilla:DCD
							Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD
Achatado rectificado	$s\left\{\begin{array}{c}p\\ q\end{array}\right\}$	sr{p,q}		Plantilla:DCD	Plantilla:DCD	| 2 p q	{p}	{3} {3}	{q}	--	--	--
Achatado	$s\left\{\begin{array}{c}p,q\end{array}\right\}$	s{p,2q}	ht0,1{p,q}	Plantilla:DCD			s{2p}	{3}	{q}	--	{3}

Cuatro dimensiones

En cuatro dimensiones, hay 6 4-politopos regulares convexos, 17 prismas a partir de los sólidos platónicos y los arquimedianos (excluyendo el cubo-prisma, que ya se ha contado como teseracto) y dos conjuntos infinitos: los prismas a partir de los antiprismas convexos y los duoprismas. También hay 41 4-politopos semirregulares convexos, incluidos la construcción de Wythoff del gran antiprisma y el 24-celdas romo. Ambos 4-politopos especiales están compuestos por subgrupos de los vértices del hexacosicoron.

No se han enumerado todos los politopos estrellados uniformes de cuatro dimensiones. Figuran los 10 4-politopos estrellados regulares (Schläfli-Hess) y los 57 prismas a partir de los poliedros estrellados uniformes, así como tres familias infinitas: los prismas a partir de los antiprismas estrellados, los duoprismas formados a partir del producto cartesiano de dos polígonos estrellados, y los duoprismas, que se forman multiplicando un polígono ordinario por un polígono estrellado. Hay un número desconocido de 4-politopos que no encajan en las categorías anteriores (a comienzos del Plantilla:Siglo se habían descubierto más de mil).

Ejemplo de un tetraedro en la celda de un panal cúbico.
Hay 3 ángulos diédricos rectos (2 espejos perpendiculares que se cruzan):
Aristas 1 a 2, 0 a 2 y 1 a 3

Cuadro resumen de las operaciones de truncamiento

Cada politopo regular puede contemplarse como una serie de imágenes de un dominio fundamental reflejado en una pequeña cantidad de espejos. En un politopo de 4 dimensiones (o panal cúbico de 3 dimensiones), la región fundamental está delimitada por cuatro espejos. Un espejo en el 4-espacio es un hiperplano tridimensional, pero para el propósito del artículo es más conveniente considerar solo su intersección bidimensional con la superficie tridimensional de una n-esfera. Por lo tanto, los espejos forman un tetraedro irregular.

Cada uno de los dieciséis 4-politopos regulares es generado por uno de los cuatro grupos de simetría, de la siguiente manera:

• Grupo [3,3,3]: el pentácoron {3,3,3}, que es autodual
• Grupo [3,3,4]: el hexadecacoron {3,3,4} y su dual el teseracto {4,3,3}
• Grupo [3,4,3]: el icositetracoron {3,4,3}, autodual
• Grupo [3,3,5]: el hexacosicoron {3,3,5}, su dual el hecatonicosacoron {5,3,3} y sus diez estelaciones regulares
• Grupo [3^1,1,1]: contiene solo miembros repetidos de la familia [3,3,4]

(los grupos se muestran con la notación de Coxeter).

Ocho de los panales uniformes convexos en el espacio tridimensional euclídeo se generan de manera análoga a partir del panal cúbico {4,3,4}, aplicando las mismas operaciones utilizadas para generar los 4-politopos uniformes de Wythoff.

Para un simplex de simetría dada, un punto generador se puede colocar en cualquiera de los cuatro vértices, 6 aristas, 4 caras o el volumen interior. Sobre cada uno de estos 15 elementos hay un punto cuyas imágenes, reflejadas en los cuatro espejos, son los vértices de un 4-politopo uniforme.

Los símbolos de Schläfli extendidos están formados por una t seguida de la inclusión de uno a cuatro subíndices 0,1,2,3. Si hay un subíndice, significa que el punto generador está en una esquina de la región fundamental, es decir, un punto donde se encuentran tres espejos. Estas esquinas se anotan como

• 0: vértice del 4-politopo principal (centro de celda del dual)
• 1': centro de arista del original (centro de cara del dual)
• 2: centro de cara del original (centro de arista del dual)
• 3: centro de celda del original (vértice del dual)

(para los dos 4-politopos autoduales, dual significa un 4-politopo semejante en posición dual). Dos o más subíndices significan que el punto generador está entre las esquinas indicadas.

Resumen constructivo

A continuación se resumen las 15 formas constructivas por familia. Las familias autoduales se enumeran en una columna, mientras que otras figuran en dos columnas con entradas compartidas del diagrama de Coxeter-Dynkin simétrico. La décima y última fila enumera las construcciones romas del 24-celdas, que incluye todos los 4-politopos uniformes no prismáticos, excepto la construcción de Wythoff del gran antiprisma, que no tiene familia de Coxeter.

A4	BC4		D4	F4	H4
[3,3,3] Plantilla:DCD	[4,3,3] Plantilla:DCD		[3,31,1] Plantilla:DCD	[3,4,3] Plantilla:DCD	[5,3,3] Plantilla:DCD
pentácoron Plantilla:DCD {3,3,3}	hexadecacoron Plantilla:DCD {3,3,4}	teseracto Plantilla:DCD {4,3,3}	hexadecacoron Plantilla:DCD {3,31,1}	icositetracoron Plantilla:DCD {3,4,3}	hexacosicoron Plantilla:DCD {3,3,5}	hecatonicosacoron Plantilla:DCD {5,3,3}
5-celdas rectificado Plantilla:DCD r{3,3,3}	16-celdas rectificado Plantilla:DCD r{3,3,4}	teseracto rectificado Plantilla:DCD r{4,3,3}	demiteseracto rectificado Plantilla:DCD r{3,31,1}	24-celdas rectificado Plantilla:DCD r{3,4,3}	600-celdas rectificado Plantilla:DCD r{3,3,5}	120-celdas rectificado Plantilla:DCD r{5,3,3}
5-celdas truncado Plantilla:DCD t{3,3,3}	16-celdas truncado Plantilla:DCD t{3,3,4}	teseracto truncado Plantilla:DCD t{4,3,3}	demiteseracto truncado Plantilla:DCD t{3,31,1}	24-celdas truncado Plantilla:DCD t{3,4,3}	600-celdas truncado Plantilla:DCD t{3,3,5}	120-celdas truncado Plantilla:DCD t{5,3,3}
5-celdas canteado Plantilla:DCD rr{3,3,3}	16-celdas canteado Plantilla:DCD rr{3,3,4}	teseracto canteado Plantilla:DCD rr{4,3,3}	demiteseracto canteado Plantilla:DCD 2r{3,31,1}	24-celdas canteado Plantilla:DCD rr{3,4,3}	600-celdas canteado Plantilla:DCD rr{3,3,5}	120-celdas canteado Plantilla:DCD rr{5,3,3}
5-celdas runcinado Plantilla:DCD t0,3{3,3,3}	16-celdas runcinado Plantilla:DCD t0,3{3,3,4}	teseracto runcinado Plantilla:DCD t0,3{4,3,3}		24-celdas runcinado Plantilla:DCD t0,3{3,4,3}	600-celdas runcinado 120-celdas Plantilla:DCD t0,3{3,3,5}
5-celdas bitruncado Plantilla:DCD t1,2{3,3,3}	16-celdas bitruncado Plantilla:DCD 2t{3,3,4}	teseracto bitruncado Plantilla:DCD 2t{4,3,3}	demiteseracto cantitruncado Plantilla:DCD 2t{3,31,1}	24-celdas bitruncado Plantilla:DCD 2t{3,4,3}	600-celdas bitruncado 120-celdas Plantilla:DCD 2t{3,3,5}
5-celdas cantitruncado Plantilla:DCD tr{3,3,3}	16-celdas cantitruncado Plantilla:DCD tr{3,3,4}	teseracto cantitruncado Plantilla:DCD tr{4,3,3}	demiteseracto omnitruncado Plantilla:DCD tr{3,31,1}	24-celdas cantitruncado Plantilla:DCD tr{3,4,3}	600-celdas cantitruncado Plantilla:DCD tr{3,3,5}	120-celdas cantitruncado Plantilla:DCD tr{5,3,3}
5-celdas runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{3,3,3}	16-celdas runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{3,3,4}	teseracto runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{4,3,3}	demiteseracto runcicanteado Plantilla:DCD rr{3,31,1}	24-celdas runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{3,4,3}	600-celdas runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{3,3,5}	120-celdas runcitruncado Plantilla:DCD t0,1,3{5,3,3}
5-celdas omnitruncado Plantilla:DCD t0,1,2,3{3,3,3}	16-celdas omnitruncado Plantilla:DCD t0,1,2,3{3,3,4}	teseracto omnitruncado Plantilla:DCD t0,1,2,3{3,3,4}		24-celdas omnitruncado Plantilla:DCD t0,1,2,3{3,4,3}	120-celdas omnitruncado 600-celdas Plantilla:DCD t0,1,2,3{5,3,3}
	16-celdas cantitruncado alternado Plantilla:DCD sr{3,3,4}		demiteseracto romo Plantilla:DCD sr{3,31,1}	24-celdas truncado alternado Plantilla:DCD s{3,4,3}

Formas truncadas

La siguiente tabla define las 15 formas. Cada forma truncada puede tener de uno a cuatro tipos de celdas, ubicadas en las posiciones 0,1,2,3 como se definió anteriormente. Las celdas están etiquetadas mediante notación de truncamiento poliédrico.

• Un prisma n-gonal se representa como: {n}×{ }.
• El fondo verde se muestra en las formas que son equivalentes a la forma original o su dual.
• El fondo rojo muestra los truncamientos de la forma original y el azul los truncamientos del dual.

Operación	Símbolo de Schläfli		Diagrama de Coxeter	Celdas por posición: Plantilla:DCD
				(3) Plantilla:DCD	(2) Plantilla:DCD	(1) Plantilla:DCD	(0) Plantilla:DCD
Original	{p,q,r}	t0{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD {p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --
Rectificado	r{p,q,r}	t1{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD r{p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD {q,r}
Birrectificado (o dual rectificado)	2r{p,q,r} = r{r,q,p}	t2{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD {q,p}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD r{q,r}
Trirrectificado (o dual)	3r{p,q,r} = {r,q,p}	t3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD {r,q}
Truncado	t{p,q,r}	t0,1{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD t{p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD {q,r}
Bitruncado	2t{p,q,r}	2t{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD t{q,p}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD t{q,r}
Tritruncado (o dual truncado)	3t{p,q,r} = t{r,q,p}	t2,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD {q,p}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD t{r,q}
Canteado	rr{p,q,r}	t0,2{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD rr{p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD {}×{r}	Plantilla:DCD r{q,r}
Bicanteado (o dual canteado)	r2r{p,q,r} = rr{r,q,p}	t1,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD r{p,q}	Plantilla:DCD {p}×{}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD rr{q,r}
Runcinado (o expandido)	e{p,q,r}	t0,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD {p,q}	Plantilla:DCD {p}×{}	Plantilla:DCD {}×{r}	Plantilla:DCD {r,q}
Cantitruncado	tr{p,q,r}	tr{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD tr{p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD {}×{r}	Plantilla:DCD t{q,r}
Bicantitruncado (o dual cantitruncado)	t2r{p,q,r} = tr{r,q,p}	t1,2,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD t{q,p}	Plantilla:DCD {p}×{}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD tr{q,r}
Runcitruncado	et{p,q,r}	t0,1,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD t{p,q}	Plantilla:DCD {2p}×{}	Plantilla:DCD {}×{r}	Plantilla:DCD rr{q,r}
Runcicanteado (o dual runcitruncado)	e3t{p,q,r} = et{r,q,p}	t0,2,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD tr{p,q}	Plantilla:DCD {p}×{}	Plantilla:DCD {}×{2r}	Plantilla:DCD t{r,q}
Runcicantitruncado (u omnitruncado)	o{p,q,r}	t0,1,2,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD tr{p,q}	Plantilla:DCD {2p}×{}	Plantilla:DCD {}×{2r}	Plantilla:DCD tr{q,r}

Formas mitad

Existen construcciones mitad, en las que aparecen circunferencias vacías en lugar de nodos anillados. Las ramas vecinas a las circunferencias vacías y a los nodos inactivos deben estar en orden par. Las construcciones mitad siempre presentan disposiciones de vértices idénticas a las de otras construcciones existentes que disponen de nodos anillados.

Operación	Símbolo de Schläfli		Diagrama de Coxeter	Celdas por posición: Plantilla:DCD
				(3) Plantilla:DCD	(2) Plantilla:DCD	(1) Plantilla:DCD	(0) Plantilla:DCD
Mitad Alternado	h{p,2q,r}	ht0{p,2q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD h{p,2q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --
Rectificado alternado	hr{2p,2q,r}	ht1{2p,2q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD hr{2p,2q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD h{2q,r}
Achatado Truncado alternado	s{p,2q,r}	ht0,1{p,2q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD s{p,2q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD h{2q,r}
Biachatado Bitruncamiento alternado	2s{2p,q,2r}	ht1,2{2p,q,2r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD s{q,2p}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD s{q,2r}
Rectificado achatado Rectificado truncado alternado	sr{p,q,2r}	ht0,1,2{p,q,2r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD sr{p,q}	Plantilla:DCD --	Plantilla:DCD s{2,2r}	Plantilla:DCD s{q,2r}
Omniachatado Omnitruncado alternado	os{p,q,r}	ht0,1,2,3{p,q,r}	Plantilla:DCD	Plantilla:DCD sr{p,q}	Plantilla:DCD {p}×{}	Plantilla:DCD {}×{r}	Plantilla:DCD sr{q,r}

Cinco y más dimensiones

En cinco dimensiones y más, hay 3 politopos regulares, un hipercubo, un símplex y un politopo de cruce, que son generalizaciones del cubo tridimensional, del tetraedro y del octaedro respectivamente. No existen politopos estrellados regulares en estas dimensiones. La mayoría de los politopos uniformes de dimensiones superiores se obtienen modificando los politopos regulares o tomando el producto cartesiano de politopos de dimensiones inferiores.

En seis, siete y ocho dimensiones entran en juego los grupos simples de Lie excepcionales E₆, E₇ y E₈. Al colocar anillos en un número distinto de cero de nodos de los diagramas de Coxeter-Dynkin, se pueden obtener 39 nuevos 6-politopos, 127 nuevos 7-politopos y 255 nuevos 8-politopos. Un ejemplo notable es el 4₂₁-politopo.

Panales uniformes

Relacionados con el tema de los politopos uniformes finitos están los panales uniformes en espacios euclídeos e hiperbólicos. Los grupos de Coxeter afines generan panales uniformes euclídeos y los grupos de Coxeter hiperbólicos generan panales hiperbólicos. Se pueden multiplicar dos grupos de Coxeter afines.

Hay dos clases de grupos de Coxeter hiperbólicos, los compactos y los paracompactos. Los panales uniformes generados por grupos compactos tienen facetas y figuras de vértices finitas y existen en 2 a 4 dimensiones. Los grupos paracompactos tienen subgrafos afines o hiperbólicos y facetas infinitas o figuras de vértices infinitas, y existen en 2 a 10 dimensiones.

Véase también

• Símbolo de Schläfli

Bibliografía

• Coxeter The Beauty of Geometry: Twelve Essays, Dover Publications, 1999, Plantilla:Isbn (Chapter 3: Wythoff's Construction for Uniform Polytopes)
• Norman Johnson Uniform Polytopes, Manuscript (1991)
  • N.W. Johnson: The Theory of Uniform Polytopes and Honeycombs, Ph.D. Dissertation, University of Toronto, 1966
• A. Boole Stott: Geometrical deduction of semiregular from regular polytopes and space fillings, Verhandelingen of the Koninklijke academy van Wetenschappen width unit Amsterdam, Eerste Sectie 11,1, Amsterdam, 1910
• H.S.M. Coxeter:
  • H.S.M. Coxeter, M.S. Longuet-Higgins and J.C.P. Miller: Uniform Polyhedra, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Londne, 1954
  • H.S.M. Coxeter, Regular Polytopes, 3rd Edition, Dover New York, 1973
• Kaleidoscopes: Selected Writings of H.S.M. Coxeter, edited by F. Arthur Sherk, Peter McMullen, Anthony C. Thompson, Asia Ivic Weiss, Wiley-Interscience Publication, 1995, Plantilla:Isbn
  • (Paper 22) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi Regular Polytopes I, [Math. Zeit. 46 (1940) 380-407, MR 2,10]
  • (Paper 23) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi-Regular Polytopes II, [Math. Zeit. 188 (1985) 559-591]
  • (Paper 24) H.S.M. Coxeter, Regular and Semi-Regular Polytopes III, [Math. Zeit. 200 (1988) 3-45]
• Harold Scott MacDonald Coxeter, Longuet-Higgins, Miller, Uniform polyhedra, Phil. Trans. 1954, 246 A, 401-50. (Extended Schläfli notation used)
• Marco Möller, Vierdimensionale Archimedische Polytope, Dissertation, Universität Hamburg, Hamburg (2004) Plantilla:In lang

Enlaces externos

• Olshevsky, George. "Uniform polytope". Glossary for Hyperspace. Archivado desde el original el 4 de febrero de 2007.
• Politopos uniformes y convexos en cuatro dimensiones:, Marco Möller Plantilla:In lang