Altıgen

bilgipedi.com.tr sitesinden
Altıgen
Altıgen çizimi

Bir altıgen, altı kenarı ve altı köşesi olan çokgendir. Ayrıca kenarları ve iç açıları eşitse düzgün altıgen olarak adlandırılır. Düzgün altıgenin iç açılarının her biri 120°'dir. Düzgün altıgen altı eşkenar üçgenden oluştuğu için alanı ve çevresi kolayca bulunabilir. Kenarı a uzunlukta olan düzgün bir altıgenin alanı, bir kenarı a olan bir eşkenar üçgenin alanının 6 katına eşittir. İç açıları toplamı 720 derece, bir dış açısının ölçüsü ise 60 derecedir. Dolayısıyla her bir iç açısının ölçüsü 120 derecedir.

Düzenli altıgen
Regular polygon 6 annotated.svg
Düzgün bir altıgen
TipDüzenli çokgen
Kenarlar ve köşeler6
Schläfli sembolü{6}, t{3}
Coxeter-Dynkin diyagramlarıCDel node 1.pngCDel 6.pngCDel node.png
CDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.png
Simetri grubuDihedral (D6), sıra 2×6
İç açı (derece)120°
ÖzelliklerDışbükey, döngüsel, eşkenar, izogonal, izotoksal

Düzenli altıgen

Düzgün bir altıgen Schläfli sembolü {6}'ya sahiptir ve aynı zamanda iki tür kenarı değiştiren kesik bir eşkenar üçgen, t{3} olarak da inşa edilebilir.

Öklid'in Elementler, Kitap IV, Önerme 15'te verilen pergel ve çizgeç kullanarak düzgün altıgen yapımının adım adım animasyonu: bu, 6 2 × 3, iki kuvvet ve farklı Fermat asallarının çarpımı.
AB kenar uzunluğu verildiğinde, A noktasından ve B noktasından dairesel bir yay çizmek M kesişimini, yani çemberin merkezini verir. AB doğru parçasını çember üzerinde dört kez aktarın ve köşe noktalarını birleştirin.

Düzgün altıgen, hem eşkenar hem de eşkenar dörtgen olan bir altıgen olarak tanımlanır. İki merkezlidir, yani hem döngüsel (çevrelenmiş bir çembere sahiptir) hem de teğetseldir (yazılı bir çembere sahiptir).

Kenarların ortak uzunluğu, çevreleyen dairenin veya çemberin yarıçapına eşittir, bu da apotem (yazılı dairenin yarıçapı) ile çarpılır. Tüm iç açılar 120 derecedir. Düzgün bir altıgen, D6 dihedral grubunu oluşturan altı dönme simetrisine (altı derecelik dönme simetrisi) ve altı yansıma simetrisine (altı simetri çizgisi) sahiptir. Düzgün bir altıgenin, taban tabana zıt köşeleri birleştiren en uzun köşegenleri, bir kenarın iki katı uzunluğundadır. Buradan, bir köşesi düzgün altıgenin merkezinde olan ve altıgenle bir kenarı paylaşan bir üçgenin eşkenar olduğu ve düzgün altıgenin altı eşkenar üçgene bölünebileceği görülebilir.

Kareler ve eşkenar üçgenler gibi, düzgün altıgenler de düzlemi döşemek için herhangi bir boşluk olmadan birbirine uyar (her köşede üç altıgen buluşur) ve bu nedenle mozaikler oluşturmak için kullanışlıdır. Bir arı kovanı peteğinin hücreleri bu nedenle ve şeklin alan ve yapı malzemelerini verimli bir şekilde kullanması nedeniyle altıgen şeklindedir. Düzenli bir üçgen kafesin Voronoi diyagramı, altıgenlerin petek mozaiklemesidir. Eşkenar olmasına rağmen genellikle bir triambus olarak kabul edilmez.

Parametreler

Regular hexagon 1.svg

Maksimum çap (altıgenin uzun köşegenine karşılık gelir), D, kenar uzunluğuna eşit olan maksimum yarıçapın veya çevre yarıçapının (R) iki katıdır, t. Minimum çap veya yazılı dairenin çapı (paralel kenarların ayrılması, düz-düz mesafe, kısa köşegen veya düz bir tabana oturtulduğunda yükseklik), d, minimum yarıçapın veya iç yarıçapın iki katıdır, r. Maksimumlar ve minimumlar aynı faktörle ilişkilidir:

  ve benzer şekilde,

Düzgün bir altıgenin alanı

Herhangi bir düzgün çokgen için alan, a apotemi ve p çevresi cinsinden de ifade edilebilir. Düzgün altıgen için bunlar a = r ve pYani

Düzenli altıgen kesri doldurur çevreleyen çemberinin herhangi bir noktasıdır.

Eğer düzgün bir altıgenin A, B, C, D, E, F gibi ardışık köşeleri varsa ve P, B ile C arasındaki çember üzerinde herhangi bir nokta ise, PE + PF = PA + PB + PC + PD'dir.

Çevre yarıçapının iç yarıçapa oranından, düzgün bir altıgenin yükseklik/genişlik oranının 1:1.1547005 olduğu sonucu çıkar; yani uzun köşegeni 1.0000000 olan bir altıgenin paralel kenarları arasında 0.8660254 mesafe olacaktır.

Düzlemdeki nokta

Çevre yarıçaplı düzgün bir altıgenin düzlemindeki rastgele bir nokta için 'nin düzgün altıgenin merkezine ve altı köşesine olan uzaklıkları ve sırasıyla şunlara sahibiz

Eğer düzgün bir altıgenin köşelerinden çevresi üzerindeki herhangi bir noktaya olan uzaklıklar ise

Simetri

Dih6 veya r12 simetrisine sahip, 12. dereceden düzenli bir altıgenin altı yansıma çizgisi.
Dihedral simetriler köşelerden (diyagonal için d) veya kenarlardan (dikler için p) geçip geçmediklerine bağlı olarak bölünmüştür. Orta sütundaki döngüsel simetriler merkezi dönme mertebeleri için g olarak etiketlenmiştir. Düzenli formun tam simetrisi r12'dir ve simetri yok a1 olarak etiketlenmiştir.

Düzgün altıgen D6 simetrisine sahiptir. 16 alt grup vardır. İzomorfizmaya kadar 8 tane vardır: kendisi (D6), 2 dihedral: (D3, D2), 4 döngüsel: (Z6, Z3, Z2, Z1) ve önemsiz (e)

Bu simetriler düzgün bir altıgenin dokuz farklı simetrisini ifade etmektedir. John Conway bunları bir harf ve grup sırasına göre etiketlemiştir. r12 tam simetridir ve a1 simetrisizdir. p6, üç ayna ile inşa edilen izogonal bir altıgen, uzun ve kısa kenarları değiştirebilir ve d6, eşit kenar uzunluklarıyla inşa edilen izotoksal bir altıgendir, ancak köşeler iki farklı iç açıyı değiştirir. Bu iki form birbirinin ikilisidir ve düzgün altıgenin simetri sırasının yarısına sahiptir. i4 formları, bir simetri yönü boyunca düzleştirilmiş veya gerilmiş düzenli altıgenlerdir. Uzatılmış bir eşkenar dörtgen olarak görülebilirken, d2 ve p2 yatay ve dikey olarak uzatılmış uçurtmalar olarak görülebilir. g2 altıgenler, karşılıklı kenarları paralel olan altıgen paralelogonlar olarak da adlandırılır.

Her alt grup simetrisi, düzensiz formlar için bir veya daha fazla serbestlik derecesine izin verir. Sadece g6 alt grubunun serbestlik derecesi yoktur ancak yönlendirilmiş kenarlar olarak görülebilir.

G2, i4 ve r12 simetrisine sahip altıgenler, paralelogonlar olarak Öklid düzlemini öteleme yoluyla mozaikleyebilir. Diğer altıgen şekilleri düzlemi farklı yönlerde döşeyebilir.

p6m (*632) cmm (2*22) p2 (2222) p31m (3*3) pmg (22*) pg (××)
Isohedral tiling p6-13.png
r12
Isohedral tiling p6-12.png
i4
Isohedral tiling p6-7.png
g2
Isohedral tiling p6-11.png
d2
Isohedral tiling p6-10.png
d2
Isohedral tiling p6-9.png
p2
Isohedral tiling p6-1.png
a1
Dih6 Dih2 Z2 Dih1 Z1

A2 ve G2 grupları

Root system A2.svg
A2 grup kökleri
Dyn-node n1.pngDyn-3.pngDyn-node n2.png
Root system G2.svg
G2 grup kökleri
Dyn2-nodeg n1.pngDyn2-6a.pngDyn2-node n2.png

Basit Lie grubu A2'nin 6 kökü, bir Dynkin diyagramı ile temsil edilir Dyn-node n1.pngDyn-3.pngDyn-node n2.pngdüzenli altıgen bir düzen içindedir. İki basit kök arasında 120°'lik bir açı vardır.

İstisnai Lie grubu G2'nin 12 kökü, bir Dynkin diyagramı ile temsil edilir Dyn2-nodeg n1.pngDyn2-6a.pngDyn2-node n2.png aynı zamanda altıgen bir düzen içindedir. İki uzunluktaki iki basit kök arasında 150°'lik bir açı vardır.

Diseksiyon

6 küp projeksiyon 12 eşkenar dörtgen diseksiyonu
6-cube t0 A5.svg 6-gon rhombic dissection-size2.svg 6-gon rhombic dissection2-size2.svg

Coxeter, her zonogonun (karşılıklı kenarları paralel ve eşit uzunlukta olan 2m-gon) 12m(m - 1) paralelkenarlara bölünebileceğini belirtir. Bu durum özellikle eşit sayıda kenarı olan düzgün çokgenler için geçerlidir, bu durumda paralelkenarların hepsi eşkenar dörtgendir. Düzgün bir altıgenin bu ayrışımı, 6 kare yüzden 3'üne sahip bir küpün Petrie çokgen izdüşümüne dayanır. Küpün diğer paralelkenarları ve izdüşümsel yönleri dikdörtgen küboidler içinde parçalara ayrılır.

Altıgenlerin üç eşkenar dörtgen ve paralelkenara bölünmesi
2D Rhombs Paralelkenarlar
Hexagon dissection.svg Cube-skew-orthogonal-skew-solid.png Cuboid diagonal-orthogonal-solid.png Cuboid skew-orthogonal-solid.png
Normal {6} Altıgen paralelogonlar
3D Kare yüzler Dikdörtgen yüzeyler
3-cube graph.svg Cube-skew-orthogonal-skew-frame.png Cuboid diagonal-orthogonal-frame.png Cuboid skew-orthogonal-frame.png
Küp Dikdörtgen küboid

İlgili çokgenler ve eğimler

Düzgün bir altıgenin Schläfli sembolü {6}'dır. Düzgün altıgen, her bir tepe noktası etrafında üç altıgen yüz bulunan {6,3} düzgün altıgen döşemenin bir parçasıdır.

Düzgün bir altıgen, Schläfli sembolü t{3} ile kesilmiş bir eşkenar üçgen olarak da oluşturulabilir. İki tip (renk) kenar ile görülen bu form sadece D3 simetrisine sahiptir.

Kesik bir altıgen, t{6}, iki tür (renk) kenarı değişen bir onikigen, {12}'dir. Alternatif bir altıgen, h{6}, bir eşkenar üçgendir, {3}. Düzgün bir altıgen, kenarlarındaki eşkenar üçgenlerle yıldızlandırılarak bir heksagram oluşturulabilir. Bir düzgün altıgen, bir merkez noktası eklenerek altı eşkenar üçgene bölünebilir. Bu desen, düzenli üçgen döşeme içinde tekrar eder.

Düzgün bir altıgen, etrafına dönüşümlü kareler ve eşkenar üçgenler eklenerek düzgün bir onikigene genişletilebilir. Bu örüntü eşkenar dörtgen altıgen döşeme içinde tekrar eder.

Regular polygon 6 annotated.svg Truncated triangle.svg Regular truncation 3 1000.svg Regular truncation 3 1.5.svg Regular truncation 3 0.55.svg Hexagram.svg Regular polygon 12 annotated.svg Regular polygon 3 annotated.svg
Düzenli
{6}
Kesilmiş
t{3} = {6}
Hiper kesik üçgenler Stellated
Yıldız figürü 2{3}
Kesilmiş
t{6} = {12}
Dönüşümlü
h{6} = {3}
Crossed-square hexagon.png Medial triambic icosahedron face.svg Great triambic icosahedron face.png Hexagonal cupola flat.svg Cube petrie polygon sideview.svg 3-cube t0.svg 3-cube t2.svg 5-simplex graph.svg
Çapraz
altıgen
İçbükey bir altıgen Kendini kesen bir altıgen (yıldız çokgen) Genişletilmiş
Merkez {6} içinde {12}
Küp içinde bir çarpık altıgen Disseke {6} projeksiyon
oktahedron
Tam grafik

Kendinden çapraz altıgenler

Düzgün altıgenin köşe düzenine sahip altı adet kendiliğinden kesişen altıgen vardır:

Düzenli köşelere sahip kendiliğinden kesişen altıgenler
Dih2 Dih1 Dih3
Crossed hexagon1.svg
Şekil-sekiz
Crossed hexagon2.svg
Ortadan çevirme
Crossed hexagon3.svg
Unicursal
Crossed hexagon4.svg
Balık kuyruğu
Crossed hexagon5.svg
Çift kuyruklu
Crossed hexagon6.svg
Üç kuyruklu

Altıgen yapılar

Giant's Causeway yakın çekim

Arıların peteklerinden Giant's Causeway'e kadar, altıgen desenler verimlilikleri nedeniyle doğada yaygındır. Altıgen bir ızgarada, geniş bir alan en az altıgenle doldurulacaksa, her çizgi olabildiğince kısadır. Bu da peteklerin yapımı için daha az balmumu gerektirdiği ve sıkıştırma altında daha fazla güç kazandığı anlamına gelir.

Karşılıklı kenarları paralel olan düzensiz altıgenlere paralelogon denir ve düzlemi öteleme yoluyla da döşeyebilir. Üç boyutta, paralel karşıt yüzlere sahip altıgen prizmalara paralel yüzlüler denir ve bunlar 3 uzayı öteleme yoluyla mozaikleyebilir.

Altıgen prizma mozaikleri
Form Altıgen döşeme Altıgen prizmatik bal peteği
Düzenli Uniform tiling 63-t0.png Hexagonal prismatic honeycomb.png
Paralelogonal Isohedral tiling p6-7.png Skew hexagonal prism honeycomb.png

Altıgenlerle mozaiklemeler

Düzlemin benzersiz bir mozaiğini belirleyen düzgün altıgene ek olarak, Conway kriterini karşılayan herhangi bir düzensiz altıgen de düzlemi döşeyecektir.

Bir konik kesit içine yerleştirilmiş altıgen

Pascal teoremi ("Hexagrammum Mysticum Teoremi" olarak da bilinir), keyfi bir altıgenin herhangi bir konik kesite yerleştirilmesi ve karşılıklı kenar çiftlerinin birleşene kadar uzatılması durumunda, üç kesişme noktasının düz bir çizgi üzerinde, bu konfigürasyonun "Pascal çizgisi" üzerinde yer alacağını belirtir.

Döngüsel altıgen

Lemoine altıgeni, köşeleri bir üçgenin kenarlarının altı kesişimi ve kenarlara paralel olan ve simetri noktasından geçen üç doğru tarafından verilen bir döngüsel altıgendir (bir daire içine yazılmış).

Eğer bir döngüsel altıgenin ardışık kenarları a, b, c, d, e, f ise, üç ana köşegen ancak ve ancak ace = bdf ise tek bir noktada kesişir.

Bir döngüsel altıgenin her bir kenarı için, bitişik kenarlar kesişme noktalarına kadar uzatılırsa, verilen kenarın dışında bir üçgen oluşturulur, o zaman karşıt üçgenlerin çevrelerini birleştiren segmentler eşzamanlıdır.

Eğer bir altıgenin köşeleri bir dar üçgenin çevresi üzerinde, üçgenin genişletilmiş yüksekliklerinin çevresi ile birleştiği altı noktada (üç üçgen köşesi dahil) bulunuyorsa, o zaman altıgenin alanı üçgenin alanının iki katıdır.

Konik bir kesite teğet altıgen

ABCDEF bir konik kesitin altı teğet doğrusundan oluşan bir altıgen olsun. O zaman Brianchon teoremi üç ana köşegen AD, BE ve CF'nin tek bir noktada kesiştiğini belirtir.

Bir çembere teğet olan ve a, b, c, d, e ve f ardışık kenarlarına sahip bir altıgende,

Rastgele bir altıgenin kenarlarındaki eşkenar üçgenler

Rastgele bir altıgenin kenarlarındaki eşkenar üçgenler

Herhangi bir altıgenin her bir kenarına dışarıdan bir eşkenar üçgen inşa edilirse, karşıt üçgenlerin merkezlerini birleştiren segmentlerin orta noktaları başka bir eşkenar üçgen oluşturur.

Eğri altıgen

Üçgen antiprizmanın kenarları (siyah) olarak görülen düzenli bir çarpık altıgen, simetri D3d, [2+,6], (2*3), sıra 12.

Çarpık altıgen, altı köşesi ve kenarı olan ancak aynı düzlemde bulunmayan bir çarpık çokgendir. Böyle bir altıgenin içi genellikle tanımlı değildir. Çarpık zig-zag altıgenin köşeleri iki paralel düzlem arasında değişir.

Düzenli bir çarpık altıgen, eşit kenar uzunlukları ile köşe geçişlidir. Üç boyutta bu bir zig-zag çarpık altıgen olacaktır ve aynı D3d, [2+,6] simetri, sıra 12 ile üçgen bir antiprizmanın köşelerinde ve yan kenarlarında görülebilir.

Küp ve oktahedron (üçgen antiprizma ile aynı) petrie çokgenleri olarak düzenli çarpık altıgenlere sahiptir.

3 katlı eksenlerde eğri altıgenler
Cube petrie.png
Küp
Octahedron petrie.png
Oktahedron

Petrie çokgenleri

Düzenli çarpık altıgen, bu çarpık ortogonal izdüşümlerde gösterilen bu yüksek boyutlu düzenli, düzgün ve çift çokyüzlüler ve politoplar için Petrie çokgenidir:

4D 5D
3-3 duoprism ortho-Dih3.png
3-3 duoprizm
3-3 duopyramid ortho.png
3-3 duopyramid
5-simplex t0.svg
5-simpleks

Dışbükey eşkenar altıgen

Bir altıgenin ana köşegeni, altıgeni dörtgenlere bölen bir köşegendir. Ortak kenarı a olan herhangi bir dışbükey eşkenar altıgende (tüm kenarları eşit olan), öyle bir d1 asal köşegeni vardır ki

ve bir ana köşegen d2 öyle ki

Altıgenler ile çokyüzlüler

Sadece düzgün altıgenlerden oluşan Platonik bir katı yoktur, çünkü altıgenler mozaiklenir ve sonucun "katlanmasına" izin vermez. Bazı altıgen yüzlere sahip Arşimet katıları kesik dörtyüzlü, kesik oktahedron, kesik ikosahedron (futbol topu ve fulleren şöhreti), kesik küboktahedron ve kesik ikosidodekahedrondur. Bu altıgenler, Coxeter diyagramları şu şekilde olan kesik üçgenler olarak düşünülebilir CDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel p.pngCDel node.png ve CDel node 1.pngCDel 3.pngCDel node 1.pngCDel p.pngCDel node 1.png.

Bu Goldberg çokyüzlüsü G(2,0) gibi gerilmiş veya düzleştirilmiş altıgenlere sahip başka simetri çokyüzlüleri de vardır:

Ayrıca düzenli altıgenlere sahip 9 Johnson katı vardır:

Doğal ve yapay altıgenler galerisi