面 (幾何)

立体几何中,立体几何体邊界被称作表面[1][2],更嚴謹地說,是立体几何体的一個平坦表面[3],而不平坦的面通常稱為曲面,而所有表面的總和稱為表面積[4]。在高维度几何以及高维的多胞形中,也被用来指代构成多胞形的一个组成元素,通常會跟隨其維度一同稱呼,例如三維的元素稱為3-面[5]

多边形面

在基础几何学中,是指位於多面體邊界的多邊形[5],換句話說即多面体是一个由多边形构成的三维几何体,构成多面体的这些多边形就被称为[6]。 

例如:正方体有六个面,三棱锥有四个面。广义来说,也可用来指代四多胞形的一个二维边界,就如我们说四维超正方体有24个正方形面。

面的例子
凸正多面體星形正多面體正鑲嵌圖雙曲鑲嵌四維z多胞體
{4,3}{5/2,5}{4,4}{4,5}{4,3,3}

立方體的每個頂點都是3個正方形面的公共頂點[7]

小星形十二面體的每個頂點都是5個五角星面的公共頂點[8]

正方形鑲嵌的每個頂點都是4個正方形面的公共頂點[9]

五階正方形鑲嵌的每個頂點都是5個正方形面的公共頂點[10]

超立方體的每條邊都是3個正方形面的公共稜[11]

多面体的面的数量

在三维空间中,任何凸多面体欧拉示性数为2。欧拉示性数 可以通过以下公式计算:

以上式子中,V 是顶点的数量,E 是边的数量,F 是面的数量。例如,正方体有12条边,8个顶点和6个面。那么我们可以计算得正方体的欧拉示性数为2。

維面

幾何學中,維面Facet)又稱為超面hyperface[12])是指幾何形狀的組成元素中,比該幾何形狀所在維度少一個維度的元素[13]

多維面

幾何學中,維面一詞前面若加一個整數,則代表一幾何結構中維度為該整數的元素,此概念不應與維面混淆。例如k維面代表幾何結構中維度為k的元素,又稱k面k-面k維元素而在更高維度中,有時會稱為k維胞,這一用法並未限定元素的所屬維度。[5][14][15]例如立方體的多維面包括了空多胞形(負一維面)、頂點(零維面)、邊(一維面)、正方形(二維面,一般稱面)和其本身(三維面,一般稱體)。正式地,對於一個多胞形P,多維面的定義是與一個「不與P內部相交的封閉半空間」的相交幾何結構(如交點、交線或交面等)[5][15]。多胞形中的多維面集合中同時也包含了多胞形本身和空多胞形[14][15]

參見

註釋

参考来源