Mnohosten

teleso ohraničené rovinnými mnohouholníkmi

Mnohosten alebo polyéder je teleso ohraničené rovinnými mnohouholníkmi. Mnohosten je trojrozmerné geometrické teleso, ktorého povrch sa skladá z konečného množstva stien tvorených pravidelnými alebo nepravidelnými mnohouholníkmi.

Všeobecný mnohosten

Pojem mnohosten sa niekedy používa aj pre označenie n-rozmerného útvaru (napr. n-rozmerný simplex).

Všeobecne

upraviť

Mnohosten má povrch skladajúci sa z mnohouholníkových stien, ktoré sa pretínajú v úsečkami vytvorených hranách. Body, v ktorých sa stretávajú (najmenej 3) hrany, sa nazývajú vrcholy. Časť priestoru ohraničeného stenami sa nazýva vnútrajšok mnohostena a je obvykle považovaný za jeho súčasť.

Mnohosteny sa označujú podľa počtu stien (4 a viac). Napríklad štvorsten (tetraéder), päťsten (pentaéder), šesťsten (hexaéder), sedemsten (heptaéder), osemsten (oktaéder), dvanásťsten (dodekaéder), dvadsaťsten (ikosaéder) a pod. Pre klasické (označované tiež. ako dôležité, vybrané, tradičné a pod.) mnohosteny existuje tiež samostatné označenie, napr. ihlan, kocka a pod.

Eulerova veta

upraviť

Vzťah medzi počtom vrcholov (v), hrán (h) a stien (s) konvexného mnohostenu udáva tzv. Eulerova veta

 .

Klasické (vybrané) mnohosteny

upraviť
 
Mnohosten:
a) konvexný, b) nekonvexný
 
Nepravidelný šesťboký ihlan
 
Nepravidelný štvorboký hranol

Za klasické sú považované také mnohosteny, ktoré vynikajú nad ostatnými "istým druhom dokonalosti" (pravidelností), alebo napr. historickým významom. Takéto mnohosteny majú obvykle vlastné mená.

Pravidelné mnohosteny

upraviť

Ak z každého vrcholu mnohostenu vychádza rovnaký počet hrán a zároveň každá stena je ohraničená rovnakým počtom hrán, potom sa mnohosten označuje ako kombinatoricky pravidelný. Ak sú navyše všetky steny pravidelné mnohouholníky, potom hovoríme, že mnohosten je (metricky) pravidelný.

Pravidelný mnohosten je teda taký, ktorého všetky steny sú zhodné pravidelné mnohouholníky.

Existuje presne päť pravidelných konvexných mnohostenov. Všetky sú známe už z dôb antiky a súhrnne sa nazývajú Platónske telesá.

         

Existujú presne štyri pravidelné nekonvexné mnohosteny. Súhrnne sa nazývajú Kepler-Poinsotove telesá. Oproti klasickej definícii mnohostena neleží celá plocha každej steny týchto telies na ich povrchu, ale je „vnorená“ dovnútra. Pokiaľ by sa považovali za steny iba viditeľné časti, neboli by už tieto mnohosteny pravidelné.

 
Kepler-Poinsotove telesá

Duálne mnohosteny

upraviť
 
Dvanásťsten a jeho duál

Ku každému mnohostenu existuje mnohosten duálny. Ten vznikne umiestnením vrcholov do „stredov“ stien pôvodného mnohostena a ich spojením hranami tak, že vrcholy ležiace v susedných stenách pôvodného mnohostenu sú v jeho duále spojené hranou.

Vzťah k grafom

upraviť

Každý mnohosten sa vzťahuje k práve jednému grafu, ktorého vrcholy a hrany zodpovedajú vrcholom a hranám mnohostena. Vďaka tomu je možné používať teóriu grafov pre skúmanie mnohostenov.

Pozri aj

upraviť