1. 冷知识网首页
  2. 科学

超正方体存在吗?超正方体怎么画(四维空间产物)

导语:超正方体又被称为正八胞体,是一种四维空间的凸正多胞体,相当于三维立方体的四维类比,拥有8个立方胞体,是一个4-4边形柱,可以和正十六胞体通过作垂线的方式相互转化,目前在三维空间中,还不能画出完整的四维胞体,但是能够画出施莱格尔和二维投影,来帮助我们更好的理解,下面就跟着探秘志小编一起来看看超正方体吧!

超正方体存在吗?

在中就曾提到,在数学的几何学中,有着拓扑空间的概念,其中点就是零维,线就是一维,而面就是二维,而体就是三维,四维则是由体组成的超立方体,可以说是三维人类无法想象的,严格的来说在我们的三维世界是不存在的,但是在数学中的四维空间是存在的。

超正方体其实就是凸正多胞体中的正八胞体,是四维空间中立方体的类比,4-4边形柱,有8个立方体胞。超立方体没有角度概念,但是任何一个顶点达到相邻顶点的距离都是相等的。这和十分相似。就像人们能从三维图形在二维的投影,想象出三维空间的形状一样,我们也可以通过四维方体在三维空间的投影,想象四维方体的具体外形。由此就延伸出了施莱格尔投影的概念。

超正方体怎么画(投影分类)

施莱格尔投影:其实就是四维图形在三维的投影,通过这一投影,就能看出超正方体有8个胞体,24个面,32条棱和16个顶点。四维方体并不好想象,所以你可以理解为三维物体是直接投影在视网膜上,但是四维物体是只能先投影成三维,在通过一次投影才能出现在视网膜上。

球极投影:就是将超立方体的每个表面都膨胀一定的时间,就得到了一个“超球”,而球极投影就是我们置身于“超球”中所看到的景象。

二维线架正投影:这也是我们最容易画出来的一种超正方体投影,因为这是比三维还低的二维面上的超正方体的正投影,依照图上的相邻的两个角都是45度,一个点一个点的画,还是很简单的。

超正方体的展开图

如果还不好理解,我们可以像研究三维图形一样,做出超正方体的展开图,虽然看上去很困难,因为我们怎么也不能想象着八个立方体要这怎么转才能合成一个超正方体,这就好像二维不懂三维图形一样。

超正方体是正八胞体,所以与正十六胞体有着相互的联系,只要将正八胞体每个正方体的中心,作出所在正方体的正方形面垂线,就能得到一个正十六胞体。

结语:虽然超正方体对于三维空间的人很难理解,但是在数学中也是真实存在的,我们要向画出超正方体,只能通过投影的方式,才能在三维中呈现。

冷知识网文章,如若转载,请注明出处:https://www.lengzhishi.net/151134.html