Рёбра куба в любой грани додекаэдра будут диагоналями — и любая диагональ однозначно достраивается до куба.
И вот эти-то пять кубов группа вращений додекаэдра и переставляет.
Математические байки
Собственно, построить проще двойственный к нему, многогранник со 120 вершинами (и 600 гранями). А именно — если взять додекаэдр, то группа его вращений состоит из 60 элементов (любую грань в любую 12 способами, и самосовмещений грани 5 штук, 12*5=60).
Так вот — группа вращений додекаэдра состоит из 60 элементов. А группа SO(3) вращений трёхмерного пространства двулистно накрывается группой кватернионов единичной длины (трёхмерное пространство рассматривается как чисто мнимые кватернионы, а сопряжение z->q z q^{-1} сохраняет длины и вещественную ось, значит, оказывается его вращением).
Группа кватернионов единичной длины это трёхмерная сфера в H=R^4 — и прообраз группы из 60 элементов это 120 её точек, которые и будут вершинами того самого правильного многогранника.
А вообще, о том, как классифицируются все правильные многогранники, рассказано в дубнинской брошюре Е. Смирнова — https://www.mccme.ru/free-books/dubna/smirnov-reflections-v2.pdf .
Собственно, классифицируется-то больше: та же система корней E_8 вещь более важная, чем знание о том, что в размерности выше 4 правильные многогранники только стандартные ("[гипер]тетраэдр", "[гипер]куб" и "[гипер]октаэдр" = "двойственный к [гипер]кубу").
Собственно, классифицируется-то больше: та же система корней E_8 вещь более важная, чем знание о том, что в размерности выше 4 правильные многогранники только стандартные ("[гипер]тетраэдр", "[гипер]куб" и "[гипер]октаэдр" = "двойственный к [гипер]кубу").
Иллюстрация оттуда, объясняющая, при чём тут группы отражений —
И её "живой аналог" для икосаэдра (за который спасибо М. Панову) —
(Группа отражений тут чуть меньшая — все зеркала идут по рёбрам — но зато смотрится более красиво и симметрично.)
А отражения собраны из одного-единственного исходного треугольника — собственно, как тут:
http://www.etudes.ru/ru/models/football-mirror-icosahedron/
http://www.etudes.ru/ru/models/football-mirror-icosahedron/
etudes.ru
Футбольный мяч: зеркальный икосаэдр / Модели // Математические этюды
Три треугольных зеркала, изолента и раскрашенный в два цвета треугольник, а также теория групп отражений позволят вам продемонстрировать друзьям интересную модель классического футбольного мяча
Математические байки
Photo
А картинка на этом постере соответствует вот этой статье —
http://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-lorenz
http://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-lorenz
American Mathematical Society
Advancing research. Creating connections.
Заслуживающей отдельного рассказа самой по себе – чего стоят одни ролики анимаций, которые к ней "прикручены".
Но это будет как-нибудь в другой раз — тут есть красивый рассказ про то, почему пространство решёток на комплексной плоскости это C^2 без кривой {z^2=w^3}, что эта кривая высекает на единичной сфере узел-трилистник, и это именно тот самый трилистник, который появляется на постере, что фундаментальная группа дополнения к нему это группа кос B_3, потому что корни кубического уравнения, и так далее — но это надо писать вдумчиво, так что как-нибудь в другой раз.
А чтобы завершить вечер картинок — фреска в UMPA ENS Lyon:
Она большая, во всю стену (так что слева на фотографии — это дверь), и с кучей математических сюжетов.
Правильные многогранники и (двоичные?) деревья, конечно, бросаются в глаза.
А вот что воздушный шар раскрашен под расслоение Хопфа — уже нужно заметить.
Солнце (которое, правда, не очень видно) раскрашено под универсальную накрывающую сферы Римана без трёх точек — которая есть диск (а треугольники "с вершинами на абсолюте" переходят в верхнюю и нижнюю полуплоскости, в зависимости от раскраски).
Лента справа завивается дорожкой вихрей Кармана — https://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_vortex_street .
А верёвка завязывается в дикий узел (https://en.wikipedia.org/wiki/Wild_knot )
Лента справа завивается дорожкой вихрей Кармана — https://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_vortex_street .
А верёвка завязывается в дикий узел (https://en.wikipedia.org/wiki/Wild_knot )
Ну и последнее на сегодня — а вот эти постеры висят у нас в Ренне на лестнице:
http://sorciersdesalem.math.cnrs.fr/Posters/posters.html
http://sorciersdesalem.math.cnrs.fr/Posters/posters.html
sorciersdesalem.math.cnrs.fr
Posters de mathématiques
Posters de mathématiques des Sorciers de Salem