シュレーゲル図とは?
しゅれーげるず
シュレーゲル図とは、多面体の面・辺・頂点の接続関係を平面上に表現するための図法で、3次元の多面体を2次元グラフとして描いたものです。
シュレーゲル図(Schlegel diagram)とは、多面体(ポリトープ)の組み合わせ的な構造を2次元平面上に視覚化するための図法です。19世紀のドイツの数学者ヴィクター・シュレーゲルにちなんで名付けられました。
仕組みと作り方
多面体のひとつの面(通常は最も大きい面)を外側の境界として、残りの全ての面・辺・頂点をその内部に射影します。これは多面体を特定の面の方向から「引き伸ばして平面に押しつぶす」ようなイメージです。得られる図は平面グラフであり、元の多面体の全ての頂点・辺・面の接続関係(位相的性質)を忠実に保持しています。
具体例
- 立方体のシュレーゲル図:外側の正方形の中に、さらに小さな正方形が入れ子になった図形
- 正四面体のシュレーゲル図:外側の三角形の中に別の三角形と頂点が描かれた図
- 正十二面体や正二十面体など複雑な多面体も平面で表現できる
意義と応用
シュレーゲル図は多面体の位相的性質(オイラーの公式 V-E+F=2 の確認など)を視覚的に理解するために非常に有用です。また、4次元多胞体(ポリトープ)を3次元空間に射影して表現する際にも同様の手法が使われ、高次元幾何学の研究にも応用されています。
使い方・例文
立方体のシュレーゲル図を描くと、外側の大きな正方形の中に小さな正方形が入り、8頂点と12辺がすべて平面上に表現されます。このような図は幾何学の教材や位相数学の教科書に登場します。
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