顶点 (几何)

✍ dations ◷ 2025-09-08 09:12:52 #几何术语,多胞形,欧几里得几何

在几何学中,顶点是2条或以上的边、超边、线、线段或曲线等数学对象的交会点。在这个定义之下,多面体或多边形中由2条边或棱所交出的角或顶角其端点称为一个顶点。在抽象几何学(英语:Abstract_polytope)中,顶点是抽象多胞形中的0维元素。

角是由两条有公共端点的射线组成的几何对象。这两条射线叫做角的边,它们的公共端点叫做角的顶点。角的顶点也可以是下列定义的其中之一:

简而言之任何直线、线段或射线的组合,其结果中包含两条直的二元边交于一点者,该点称为顶点

顶点是多边形、多面体或其他高维多胞体的角之端点。为几何结构的边、面或维面相交形成的交点。而包含该顶点的组成之数学对象整体称为一个顶角,其在英语中皆称为Vertex,而顶点图(Vertex figure)探讨的则为顶角的特性,而非只探讨顶点本身。

在多边形中,若一个顶点对应到的顶角,其内角小于180度则称该顶点为凸顶点,否则为凹顶点。更一般地,如果一个n维几何体的其中一个顶点可以使这个几何体与位于这个顶点上之充分地小的n维球体相交的话,则这个顶点为凸顶点。

多胞形的顶点可以对应到图论中的顶点,因为任何多胞形皆可以找到一个对应的边与顶点的图(英语:n-skeleton),而这个几何对象正是图论中的一种数学对象,其顶点可以对应于原始多胞形中的顶点,而这个图可以被视为一维单纯复形,其顶点正是一个图顶点。然而,在图论中,顶点有可能少于两条边(如自环),而在几何中无法存在这种顶角。几何顶点和曲线的顶点之间也有关联。曲线的顶点通常代表曲线的局部极值,在某种意义上,多边形的顶点是无限曲率的点,并且若用平滑曲线来近似一个多边形,则在多边形的每个顶点附近将存在极端曲率的点。

在多面体中,顶点是多面体中3个或以上的面的交会点。一般情况下,多面体顶点的数量可透过欧拉特征数计算得出。任何凸多面体表面的欧拉特征皆符合下列等式:

其中V是顶点数、E是边数、F是面数。这个等式称为欧拉恒等式,由此可知,边的数量恒比顶点和面的数量的总和小2。例如,立方体有12条边和6个面,因此根据欧拉恒等式可以得到有立方体有8个顶点。

平面镶嵌的顶点是三个过更多个镶嵌元素(即拼出平面镶嵌的单个几何图形)的交会点。平面镶嵌通常由多边形组成,且平面镶嵌的顶点同时也是多边形的顶点,然而有例外存在。

在多边形中,主顶点(Principal Vertex)是指多边形中的一个顶点,该顶点相邻两顶点的对角线不与多边形边界相交。更正式的定义如下:有一个简单多边形P,其有顶点 {1, 2, ..., -1} ,其中+1=1使多边形P为封闭结构。在多边形P中,若存在一个顶点i使得多边形P的对角线 仅在(i − 1)点与(i + 1)点上与P的边界相交,则称顶点i为该多边形的主顶点。 主顶点可以分成两种类型:耳顶点和嘴顶点。

若一主顶点对应的对角线位于多边形内部,则这个顶点称为耳顶点。根据双耳定理(英语:Two ears theorem),任何简单多边形都至少会有2个耳顶点。

若一主顶点对应的对角线位于多边形外部,则这个顶点称为嘴顶点。

在计算机图形学中,三维几何结构(在计算机图形学一般称为三维模型)通常会表示为以三角形构成的多面体,其中,顶点所包含的资讯不像几何学中只含有坐标资讯,而会额外地包含其渲染所需的资讯,如颜色、反射特性、纹理和表面法线等。这些顶点的属性会输入到顶点着色器,进而开始计算机图形学的渲染流程。

在描述分子中原子的三维排列方式的分子构型中,位于对应几何结构顶点的原子也称为顶点。

相关

  • 性别比性别比(英语:Sex ratio),在生物学中又称性比,是指族群中雄性(男性)对雌性(女性)的比率。在人类中,出生男女的性别比大约为105:100。性别比有以下几个种类:人类可能会无意间影响其他生物
  • 鼻中隔软骨鼻中隔软骨(英语:septal nasal cartilage)是由透明软骨(英语:hyaline cartilage)所组成。某些地方看起来像四边形,其边缘比中间还要厚实。鼻中隔软骨把前面鼻腔的中间部分给分成左
  • Prospective前瞻研究(prospective study)或前瞻性性队列研究(prospective cohort study)是一种时间纵向的研究,即观察一组人群随着时间推移,其中某些特定因素的不同如何影响某一结果的发生。
  • 牙医牙医 ,也被称作牙科外科医生 ,是专门从事口腔疾病的预防、诊断和治疗的外科医生 。 在牙医的助手团队的协助下提供口腔保健服务。牙医的助手团队包括牙医助理、口腔卫生师、牙
  • 二部,是为汉字索引中的部首之一,康熙字典214个部首的第七个(二划的则为第一个)。繁体中文中,二部归于二划部首。二部通常从上方、下方为部字,且无其他部首可用者将部首归为二部,中
  • 约翰·登禄普约翰·登禄普(John Boyd Dunlop,1840年2月5日-1921年10月23日),苏格兰发明家,也是充气轮胎的发明人。约翰·登禄普生于苏格兰北艾尔郡德雷霍恩,曾是一名兽医。1888年他将橡胶管粘成
  • 雪蝎蛉科雪蝎蛉科,俗称雪蝎蛉、雪蚤,是长翅目的昆虫。该科仅包含30个物种,全都分布在北半球的极地或高海拔地区。2008年的DNA及蛋白质分析,发现该科的演化支与蚤目的亲缘关系较接近,反而
  • 朱益藩朱益藩(1861年-1937年3月),字艾卿,号定园,江西莲花县人,清末政治人物,朱熹之后,医术精湛,工诗文。光绪年间进士。民国初年曾任溥仪老师。同治六年(1867年),其父朱之杰去世。光绪十六年(189
  • 世宗大学世宗大学(谚文:세종대학교,朝鲜汉字:世宗大學校),创立于1940年,位于首尔特别市广津区设置校园,是一所综合型私立大学。世宗大学象征物为火绒草,办学理念为德性、创意、服务、实践。到
  • 娄底紫鹊界梯田景区坐标:27°42′30″N 110°56′38″E / 27.70833°N 110.94389°E / 27.70833; 110.94389 紫鹊界梯田位于中国湖南省娄底市新化县西部水车镇和奉家镇,从开垦至今,已有两千余年历