Un poliedro o un teselado quasirregulares tiene exactamente dos tipos de caras regulares, que se alternan alrededor de cada vértice. Sus figuras de vértice son polígonos isogonales.
Figuras regulares y quasirregulares
Dominios del triángulo rectángulo (p p 2), = = r{p,p}= {p,4}1⁄2
Un poliedro o un teselado regulares puede considerarse cuasirregulares si tiene un número par de caras alrededor de cada vértice (y por lo tanto pueden tener caras coloreadas alternadamente).
Sus figuras duales son isoedrales y presentan transitividad entre aristas; tienen exactamente dos tipos de figuras de vértice regulares, que se alternan alrededor de cada cara. Estos poliedros duales a veces también se consideran casirregulares.
A estas formas que representan un par de una figura regular y su dual se les puede asignar un símbolo de Schläfli vertical o {rp,q}, para representar que sus caras son todas las caras (colocadas de manera diferente) tanto del {p,q} regular como del dual {q,p} regular. Un poliedro cuasirregular con este símbolo tendrá una configuración de vérticesp.q.p.q (o (p.q)2).
Más generalmente, una figura cuasirregular puede tener un configuración de vértices(p.q)r, que representa 'r' (2 o más) secuencias de las caras alrededor del vértice.
Los poliedros regulares y los teselados con un número par de caras en cada vértice así mismo pueden considerarse cuasirregulares diferenciando entre caras del mismo orden, representándolas de manera diferente, como coloreándolas alternativamente (sin definir ninguna orientación superficial). Una figura regular con símbolo de Schläfli{p,q} puede ser considerada cuasirregular, con configuración de vértices (p.p)q/2, si q es par.
Ejemplos:
El octaedro regular, con el símbolo de Schläfli {3,4} y 4 siendo par, puede considerarse casi regular como un tetratetraedro (2 conjuntos de 4 triángulos del tetraedro), con configuración de vértices (3.3)4/2 = (3a. 3b)2, alternando dos colores de caras triangulares.
El teselado cuadrado, con configuración de vértices 44 y 4 siendo par, puede considerarse casi regular, con configuración de vértices (4.4)4/2 = (4a.4b)2, coloreado como un tablero de ajedrez.
El teselado triangular, con configuración de vértice 36 y 6 siendo par, puede considerarse cuasirregular, con configuración de vértices (3.3)6/2 = (3a.3b)3, alternando dos colores de caras triangulares.
Construcción de Wythoff
Los poliedros regulares (p | 2 q) y quasirregulares (2 | p q) se crean a partir de una construcción de Wythoff con el punto generador en una de las 3 esquinas del dominio fundamental. Esto define una sola arista dentro del dominio fundamental.
El icosidodecaedro, con configuración de vértices (3.5)2, y diagrama de Coxeter-Dynkin
Además, el octaedro, que también es regular, , con configuración de vértices (3.3)2, puede considerarse cuasirregular si las caras alternas reciben colores diferentes. En esta forma, a veces se le conoce como tetratetraedro. Los poliedros regulares convexos restantes tienen un número impar de caras en cada vértice, por lo que no se pueden colorear de manera que conserven la transitividad de los bordes. Tiene diagrama de Coxeter-Dynkin.
Cada uno de estos poliedros cuasirregulares se puede construir mediante una operación de rectificación en cualquiera de las figuras originarias regulares, procediendo al truncado completo en los vértices, hasta que cada arista original se reduzca a su punto medio.
El teselado triangular también puede considerarse cuasirregular, con tres conjuntos de triángulos alternos en cada vértice, (3.3)3:
h{6,3} 3 | 3 3 =
En el plano hiperbólico, esta secuencia continúa con más elementos, como por ejemplo, el teselado triheptagonal, con figura de vértice(3.7)2; un teselado cuasirregular basado en el teselado triangular de orden 7 y en el teselado heptagonal.
Nueve más son los hemipoliedros, que son formas facetadas de los poliedros cuasirregulares antes mencionados, derivados de la rectificación de poliedros regulares, que incluyen caras ecuatoriales que pasan por el centro de los poliedros:
Por último, hay tres formas ditrigonales, todas las facetas del dodecaedro regular, cuyas figuras de vértice contienen las tres alternancias de los dos tipos de cara:
En el plano euclídeo, la secuencia de hemipoliedros continúa con los siguientes cuatro teselados de estrellas, donde los apeirógonos aparecen como los polígonos ecuatoriales antes mencionados:
Teselado rectificado original
Diagrama de aristas
Sólido
Config de vértices
Wythoff
Grupo de simetría
Teselado cuadrado
4.∞.4/3.∞ 4.∞.-4.∞
4/3 4 | ∞
p4m
Teselado triangular
(3.∞.3.∞.3.∞)/2
3/2 | 3 ∞
p6m
Teselado trihexagonal
6.∞.6/5.∞ 6.∞.-6.∞
6/5 6 | ∞
∞.3.∞.3/2 ∞.3.∞.-3
3/2 3 | ∞
Duales cuasirregulares
Algunas autores argumentan que, dado que los duales de los sólidos cuasirregulares comparten las mismas simetrías, estos duales también deberían llamarse cuasirregulares. Pero no todos usan esta terminología. Estos duales son transitivos en sus aristas y caras (pero no en sus vértices); son los sólidos de Catalan con transitividad de aristas. Los convexos son, en el orden correspondiente al anterior:
El rombododecaedro, con dos tipos de vértices alternos, 8 con tres caras rómbicas y 6 con cuatro caras rómbicas.
El triacontaedro rómbico, con dos tipos de vértices alternos, 20 con tres caras rómbicas y 12 con cinco caras rómbicas.
Además, por dualidad con el octaedro, el cubo, que suele ser regular, puede hacerse cuasirregular si los vértices alternos reciben colores diferentes.
Estos tres duales cuasirregulares también se caracterizan por tener caras rómbicas.
Este patrón de caras rómbicas continúa como V(3.6)2, el teselado rómbico.
Politopos y panales cuasirregulares
En dimensiones más altas, Coxeter definió un politopo cuasirregular o panal con facetas regulares y figuras de vértice cuasirregulares. De ello se deduce que todas las figuras de vértice son congruentes y que hay dos clases de facetas, que se alternan.[2]
En el espacio euclídeo cuatridimensional, el 16-celdas regular también se puede ver como cuasirregular, generado a partir de un teseracto h{4,3,3}, con diagramas de Coxeter-Dynkin alternativo: = , compuesto por tetraedros y celdas tetraédricas alternados. Su figura de vértice es el octaedro cuasirregular (un octaedro con simetría tetraédrica) .
El único panal cuasirregular en el espacio tridimensional euclídeo es el panal cúbico alternado, h{4,3,4}, con diagramas de Coxeter: = , compuesto de tetraedros y celdasoctaédricas alternadas. Su figura de vértices es el cuboctaedro cuasirregular, .[2]
Los policoros regulares o panales de la forma {p,3,4} o pueden tener su simetría cortada por la mitad como en forma cuasirregular , creando celdas {p,3} de colores alternativos. Estos casos incluyen el panal cúbico {4,3,4} con celdas cúbicas en el espacio euclidiano, el compacto hiperbólico {5,3,4} con celdas dodecahedral y el paracompacto {6,3,4} con infinitas celdas de un teselado hexagonal. Tienen cuatro celdas alrededor de cada borde, alternando en 2 colores. Sus figuras de vértice son tetratetraedros cuasirregulares, = .
Panales regulares y cuasirregulares: {p,3,4} and {p,31,1}
De manera similar, los panales hiperbólicos regulares de la forma {p,3,6} o pueden tener su simetría cortada por la mitad como en forma cuasirregular , creando celdas {p,3} de colores alternativos. Tienen seis celdas alrededor de cada arista, alternando en dos colores. Sus figuras de vértice son teselados triangulares casi regulares, .
↑Coxeter, H.S.M., Longuet-Higgins, M.S. y Miller, J.C.P. Uniform Polyhedra, Philosophical Transactions of the Royal Society of London246 A (1954), pp. 401–450. (Section 7, The regular and quasirregular polyhedra p|q r)
↑ abCoxeter, Regular Polytopes, 4.7 Other honeycombs. p.69, p.88
Bibliografía
Cromwell, P. Polyhedra, Cambridge University Press (1977).