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¿Son rígidos los poliedros con caras triangulares equiláteras?

Los poliedros convexos son rígidos por el teorema de Cauchy. El poliedro de Steffen es un ejemplo de poliedro no convexo que es flexible (es decir, no rígido). Sin embargo, parece tener aristas de diferentes longitudes. Mi pregunta: ¿existen poliedros flexibles con caras triangulares equiláteras? Me interesa tanto la flexibilidad finita como la infinitesimal (no trivial).

Motivación: Tengo un juego de construcción magnético de barras y bolas y me gustaría construir un poliedro flexible. Pero todas las barras que tengo tienen la misma longitud.

Publicado en math.stackexchange

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David Precious Puntos 4429

Esto depende de cómo se defina un "poliedro". Si se acepta un rombo doblemente cubierto (dos copias de dos triángulos equiláteros adyacentes), entonces no. Pero en condiciones razonables de no degeneración, la respuesta suele ser sí. Trabajamos en este problema en nuestro reciente Cúpulas sobre curvas en colaboración con Alexey Glazyrin (véase $\S$ 5.2). Si existiera un poliedro flexible de este tipo se refutarían algunas conjeturas de la zona que creemos ciertas. De todos modos, tu pregunta está formalizada como Conjetura 5.5 donde también tenemos mucho contexto sobre el tema.

P.D. Tanto Alexey como yo dimos varias charlas en Zoom sobre este trabajo. Puedes encontrar los enlaces en mi sitio web .

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Impresionante. ¿Podría aclarar por qué la conjetura 5.5 está formulada así "si $S$ es flexible entonces no se flexiona $\gamma$ " en lugar de quizás la más natural "todas las cúpulas cerradas son rígidas". ¿Hay alguna diferencia sutil (u obvia ) que se me haya escapado?

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Sí que puedo. Eso es para evitar varios contraejemplos degenerados, como tener dos poliedros unidos por una doble arista rígida y que se flexionen a su alrededor, por ejemplo. Así que si $\gamma$ flexes que es suficiente como condición de no degeneración y suficiente para implicar Conj 5.1

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crashmstr Puntos 15302

En Octaedro Bricard no es formalmente un poliedro, pero puede hacerse a partir de triángulos isósceles; es flexible y puede hacerse a partir de una construcción magnética de barras y bolas.

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Para más información, véase "Flexing surfaces", de Connelly, en la importante colección de 1981 El matemático Gardner (Springer).

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Ser equilátero es una restricción importante que hace imposible la construcción del octaedro Bricard, véase mi respuesta más abajo.

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@IgorPak --- por alguna razón pensé ''isósceles'' --- mi error.

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