边 (几何)

✍ dations ◷ 2025-11-04 08:02:59 #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

  • 詹姆斯·兰迪詹姆士·赖迪(英语:James Randi,出生时全名为Randall James Hamilton Zwinge,1928年8月7日-),美国藉加拿大裔舞台魔术师、科学怀疑论者,而且是其同名基金会,詹姆士· 赖迪教育基金会
  • 糖原生成糖原生成(英语:Glycogenesis)是指生物体中糖原合成的过程,其中葡萄糖分子被添加到糖原链上以用于储存。在肝脏进行完科里循环后的休息时期,此过程被启动起来;胰岛素也可以启动这一
  • 强淋溶土强淋溶土(通用名称Acrisols)是一种由联合国粮食及农业组织划分的土壤 。它是一种含丰富黏土的土壤,与湿润的热带气候相关,例如在巴西 ,而且往往支撑森林地区。它是世界土壤参考基
  • 西游记《西游记》,又称《西游释厄传》,是中国古代第一部浪漫主义章回体长篇神魔小说,中国《四大名著》之一、《四大奇书》之一。成书于16世纪明朝中叶,一般认为作者是明朝的吴承恩。书
  • 克劳斯·冯·克利钦克劳斯·冯·克利青(德语:Klaus von Klitzing,1943年6月28日-),德国物理学家。他因于1980年2月5日在格勒诺布尔高强度磁场实验室发现量子霍尔效应而获1985年诺贝尔物理学奖。冯·
  • 富贵手富贵手,是一种皮肤和皮下组织疾病,易发于冬季,起初长小水泡,转变成脱皮,脱皮加剧逐渐加剧,局部皮肤变的干硬,甚至造成龟裂出血。与体质有关,无法根治,只能尽量避免接触化学物品:香皂、
  • 伪劣商品冒牌货,(台湾俗称A货)是假冒其他品牌或涉嫌侵犯版权的商品,在发展中国家常见,由于法律及监管等不足,冒牌货经常作为正版货出售。冒牌货是黑社会的盈利来源之一,所以各发达国警察非
  • 沃卓斯基姐妹Thea Bloom (1993年10月30日 - 2002年12月申请离婚) Karin Winslow (2009–至今)沃卓斯基姐妹(英语:The Wachowskis),原称沃卓斯基兄弟(Wachowski Brothers)或沃卓斯基姐弟,是人们对
  • 洛杉矶银河洛杉矶银河(英语:LA Galaxy)是一间位于美国西海岸洛杉矶的足球俱乐部,现时是美国职业足球大联盟参赛球队之一。银河队是职业足球大联盟中十支创始球队中的一支,1996年起参加联赛
  • 维龙加山脉维龙加山脉(Virunga Mountains)是东非的火山群,位于爱德华湖和基伏湖之间的卢旺达、刚果民主共和国和乌干达接壤边境,由8座主要火山组成,是东非大裂谷的一部分,也是列于IUCN红色名