Введение 4
1 Выпуклые соединения не более 14 правильногранных пирамид 5
1.1 2-составные тела 8
1.2 3-составные тела 8
1.3 4-составные тела 9
1.3.1 Соединения 3-составного и 1-составного тел 9
1.3.2 Соединения 2-составного и 2-составного тел 9
1.4 5-составные тела 10
1.4.1 Соединения 4-составного и 1-составного тел 10
1.5 6-составные тела 10
1.5.1 Соединения 5-составного и 1-составного тел 10
1.5.2 Соединения 4-составного и 2-составного тел 10
1.5.3 Соединения 3-составного и 3-составного тел 10
1.6 7-составные тела 10
1.6.1 Соединения 6-составного и 1-составного тел 10
1.6.2 Соединения 4-составного и 3-составного тел 11
1.7 8-составные тела 11
1.7.1 Соединения 7-составного и 1-составного тел 11
1.7.2 Соединения 6-составного и 2-составного тел 11
1.8 9-составные тела 11
1.8.1 Соединения 8-составного и 1-составного тел 11
1.8.2 Соединения 6-составного и 3-составного тел 12
1.9 10-составные тела 12
1.9.1 Соединения 9-составного и 1-составного тел 12
1.9.2 Соединения 8-составного и 2-составного тел 12
1.9.3 Соединения 5-составного и 5-составного тел 12
1.10 ll-составные тела 12
1.10.1 Соединения 10-составного и 1-составного тел 12
1.11 12-составные тела 12
1.11.1 Соединения 11-составного и 1-составного тел 12
1.11.2 Соединения 9-составного и 3-составного тел 13
1.12 13-составные тела 13
1.12.1 Соединения 12-составного и 1-составного тел 13
1.12.2 Соединения 10-составного и 3-составного тел 13
1.13 14-составные тела 14
1.13.1 Соединения 13-составного и 1-составного тел 14
1.13.2 Соединения 12-составных и 2-составных тел 14
1.13.3 Соединения 7-составных и 7-составных тел 14
1.14 Приспособление доказательства теоремы для его автоматизации и ее обобщения 25
2 Построение многогранника по группе его симметрий и фундаментальным вершинам 26
2.1 Задание многогранников алгебраической моделью 26
2.2 Описание алгоритма построения граней 27
Заключение 29
Список использованных источников 30
Приложение
Существует с точностью до подобия ровно три правильногранные пирамиды. При классификации выпуклых правильногранных тел они получили обозначения которым в указанном порядке соответствуют тетраэдр и пирамиды с квадратным и пятиугольным основаниями. Несколько лет назад доказано, что кроме бесконечных серий призм и антипризм существует только 186 выпуклых многогранников, каждая грань которых составлена из одного или нескольких правильных многоугольников так, что каждая вершина этого многоугольника является и вершиной многогранника. Из 186 этих тел 78 обладают неправильными гранями. Все пять таких граней получены соединением треугольника, квадрата и пятиугольника с треугольником, а также квадрата и пятиугольника с двумя треугольниками. Они служат примерами паркетных многоугольников, все 23 типа которых были перечислены Ю. А. Пряхиным, а полнота списка доказана в работе
№
Более четырех десятилетий назад было замечено, что найти все типы выпуклых многогранников с паркетными гранями можно по схеме, которой придерживались авторы теоремы о классификации выпуклых многогранников с правильными гранями. Понятно также, что реализация этой схемы встречает гораздо больший, чем в работе объем вычислений. Видимо, поэтому до сих пор известно только, что кроме четырех бесконечных серий несоставных многогранников с паркетными гранями существует лишь конечное число типов таких тел. В настоящей работе описаны те вычисления, которые невозможно обойти при реализации схемы. Они привели к нахождению каждого составленного из не более 14 правильногранных пирамид с единичными ребрами выпуклого многогранника, длины ребер которого не превосходят числа два. Описаны также все разбиения такого многогранника на тела с паркетными гранями.
В магистерской диссертации получены следующие результаты:
1. Найдены все выпуклые многогранники, составленные из не более 14 правильногранных пирамид с единичными ребрами, а ребра самого многогранника не превышают числа 2.
2. Найдены однотипные многогранники и их тип.
3. Найдены группы симметрий многогранников и выписаны все фундаментальные вершины и фундаментальные грани.
4. Описан и реализован алгоритм построения многогранника по группе его симметрий и фундаментальным вершинам.
Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались
1. на вэбинаре „Группы и правильногранники“,
2. на секции „Математика" XVII Международного научно-практического форума студентов, аспирантов и молодых ученых XXI века, ИМФИ КГ- ПУ им. В. П. Астафьева, (Красноярск, 2017),
3. на международной научной конференции „Актуальные проблемы математики и физики", учебно-научный комплекс КБГУ, (веб-трансляция MIND, 2017).
Публикации. По результатам научных исследований опубликована работа:
8
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта №16 — 41 — 240670.
1 Залгаллер, В. А. Выпуклые многогранники с правильными гранями / В. А. Залгаллер // Зап. науч. семинаров ЛОМИ, 1967, Т. 2: С.5-218.
2 Тимофеенко, А. В. К перечню выпуклых правильногранников / А. В. Ти- мофеенко // Современные проблемы математики и механики. Том VI. Вы-пуск 3. К 100-летию со дня рождения Н. В. Ефимова / Под ред. И. X .Саби-това и В. Н. Чубарикова. - М.: Издательство Моек, ун-та, 2011, С. 155-170.
3 Пряхин, Ю. А. Выпуклые многогранники, грани которых равноугольны или сложены из равноугольных / Ю. А. Пряхин // Зап. науч. семинаров ЛОМИ, Т. 45, 1974, С. 111-112.
4 Табинова, О. А. О классификации паркетных многоугольников / О. А. Та- бинова, А. В. Тимофеенко //Вестник Красноярского государственного пе-дагогического университета им. В. П. Астафьева, 2013, 1(23): С. 216-219.
5 Гурин, А. М. К истории изучения выпуклых многогранников с правиль-ными гранями и гранями составленными из правильных / А. М. Гурин, В. А. Залгаллер //Труды Математического Общества Санкт-Петербурга, Т. 14,2008, С. 215-294.
6 Tupelo-Schneck, R. Convex regular-faced polyhedra with conditional edges/ URL: http://tupelo-schneck.org/polyhedra/.
7 Weisstein, E. W. Johnson Solid //From MathWorld-A Wolfram Web Resource/ URL: http://mathworld.wolfram.com/JohnsonSolid.html.
8 Полтанов E. В. О выпуклых соединениях правильногранных пирамид / Е. В. Полтанов, Д. Н. Судак, А. В. Тимофеенко, А. В. Якушева //Труды 47-й Международной школы-конференции - Екатеринбург: Изд-во ИММ УрО РАН им. Н. Н. Красовского, 2016, С. 148-158..