边 (几何)

✍ dations ◷ 2025-11-28 11:54:38 #几何术语,欧几里得几何,多胞形

在几何学中,边或棱是指几何形状中连接顶点的几何结构。在一般常见的几何图形如多边形、多面体和多胞体中,边是连接两个顶点的线段,而边长指这线段的长度。而在一些较复杂的空间中的几何结构中,边有可能连接2个以上的顶点,例如复数空间中的复多胞形。在多边形中,边是位于多边形边界上的线段,又可以称为边缘。而在多面体或更高维度的多胞形中,边是面相交的线段。而穿过几何结构内部的线段不能称为边,其称为对角线。

边依照所属的几何结构会有不同的特性。

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。在有向角中,角的两条边皆有不同的称呼。通常称有向角起始的边为始边、另一条边则称为终边,而始边与终边相同的角称为同界角。

在多边形中,边是位于多边形边界上的线段,又可以称为边缘。一般情况下,多边形的边数会与顶点数相等。在一些特殊的多边形中,特定的编会被依照其特性命名,例如在梯形中,一组平形的边通常称为底边,求面积时三角形的与高垂直的边也称为底边,其余两边则称侧边。

在多面体中,边是多面体中两个面互相相交的线段,通常称为棱,表示物体两面相接的部分。而其所对应的二面角,即物体边缘的接角又称为棱角或棱子。边通常不包括其角本身,而棱则会包括其接角,然而这些词汇在英语中皆称为Edge,而棱图(Edge figure)探讨的则为棱角的特性,而非只探讨边本身。。一般情况下,多面体的边数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8个顶点和6个面,因此根据欧拉恒等式可以得到有立方体有12条边。

多胞形是指多边形、多面体、多胞体等几何结构再任意维度的类比,因此多边形也是一种多胞形。在多边形中,两条边会交会在一个点上,更精确地说在维度为d维的d维凸多胞形中,会有至少d条边交会在1个顶点上,例如前述的多边形是一种二维多胞形,因此每个顶点至少都是2条边的交会点,这个现象称为巴林斯基定理(英语:Balinski's theorem),类似地,在多面体中,每条边都至少是2个二维面的交线,而在四维或更高维多胞体中会有三个或更多个二维面在每个边上相交。

在实数空间中,边可以视为一种在实数线 R 1 {\displaystyle \mathbb {R} ^{1}} ,)=+中的点集。而复空间的边可以视为连接位于同一个阿干特平面上多个顶点的多边形,这个多边形其不存在边,而是这个边连结了这些顶点。这种结构称为复空间线段。与实空间线段不同,由于复数不存在自然序,因此不能定义内部,和句话说无法定义复空间的边上的点。

这种由3个或三个以上的顶点组成,且并未定义哪几个顶点要两两相连,只定义了一个表示需要相连之顶点的集合所组成的边,在图论中有对应的概念,为超边。

由n个顶点组成的边称为n元边或n元棱。

三元边又称三元棱是一种是一种位于实数空间中边,其可以视为实数空间中的线段在复数空间的类比。这种结构无法存于实空间,在实空间中,三元棱对应的几何结构为三角形。这种几何结构在施莱夫利符号中可以用{}来表示。

这种特殊的边出现于莫比乌斯-坎特八边形中。

在图论中,边是连接两个图节点的抽象数学物件,而非如同多边形一般拥有具体的线段也不存在边长。然而,任何多面体都可以透过其骨架或边的骨架找到一个对应的边与顶点的图(英语:n-skeleton),在该图中的顶点可以对应到多面体的几何顶点,该图中的边也可以对应到多面体的几何边。反过来说,三维多面体的骨架图可以透过斯坦尼茨定理(英语:Steinitz's theorem)表达成3顶点连通的平面图。

在高维凸多胞形理论中,维度为d的d维凸多胞形中,其(d-1)维的元素称为维面、(d-2)维的元素称为维脊或维边或维棱、(d-3)维的元素称为维峰。 因此,多边形的边同时也是其维面、三维凸多面体的边同时也是其维脊、四维凸多胞体的边同时也是其维峰。

相关

  • 好利获得好利获得(意大利语:Olivetti S.p.A.),意大利资讯科技公司,成立于1908年,专门研发和出品商业器材和电脑系统。目前母公司为意大利电信。公司成立于1908年,以生产打字机起家。其后不
  • 甲仙化石馆甲仙化石馆位于台湾高雄市甲仙区和安里,是甲仙的观光景点之一,成立于1994年2月19日。化石馆于1994年2月19日正式启用,筹办者兼首位馆长为曾德明,他是化石收集者,有些当地所发现的
  • 克罗沙克·奥古斯特·史丁伯格·克罗(Schack August Steenberg Krogh,1874年11月15日-1949年9月13日)是一位拥有罗姆人吉普赛血统的丹麦人,在1916年到1945年间,是哥本哈根大学动物生理
  • 场效应管场效应管(英语:field-effect transistor,缩写:FET)是一种通过电场效应控制电流的电子元件。它依靠电场去控制导电沟道形状,因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。
  • 973计划973计划即国家重点基础研究发展计划,是中华人民共和国为实施“科教兴国”和“可持续发展战略”,加强基础研究和科技工作作出的重要决策;是实现2010年以至21世纪中叶中国经济、
  • 乱世忠魂《乱世忠魂》(英语:From Here to Eternity)是一部于1953年首映的美国剧情片,由弗雷德·金尼曼执导,伯特·兰开斯特与黛博拉·蔻尔主演。本片荣获8项奥斯卡奖项,票房逾3千万美元。
  • 奎章阁奎章阁(朝鲜语:규장각)是朝鲜王朝的王室图书馆,由正祖在昌德宫内成立,是朝鲜时代文献的重要保存所。1776年,正祖于昌德宫划出一地作图书馆,收藏中国与朝鲜文献。1894年甲午改革后图
  • 木浦机场木浦机场(朝鲜语:목포공항/木浦空港 Mokpo Gonghang */?,IATA代码:MPK;ICAO代码:RKJM)是一间位于大韩民国 木浦市的机场。在2007年11月位于务安郡的务安国际机场开始营运后,务安机
  • 英裔加拿大居民英裔加拿大人是指狭义指种族或祖先为英国人、广义指母语为英语的加拿大人。加拿大是一个官方语言为英语、法语的双语国家。英裔加拿大人,这个概念主要和法裔加拿大人相对。由
  • 北盘江北盘江,位于中国云南省东部和贵州省西南部,是西江上游左岸支流,发源于云南省沾益区马雄山,于贵州省望谟县蔗香乡的双江口与西江南盘江段相汇。河长456千米,流域面积26357平方千米