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Desarrollos de los sólidos

Corta un sólido por algunas de sus aristas y ábrelo en plano. Las aristas sin cortar deben mantener todas las caras conectadas sin cerrar un ciclo - un árbol de expansión del grafo de caras - y cada árbol así es un desarrollo. El sólido se abre por sus bisagras mediante rotaciones compuestas, el área del desarrollo se coteja con la superficie, cada par de caras se recorta para probar que nada se solapa, y los desarrollos se cuentan salvo las simetrías del sólido: dos para el tetraedro, once para el cubo, once para su dual.

Desarrollos de los sólidos — Imagen real de la aplicación
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Qué ocurre

Corta un cubo por siete de sus doce aristas - las siete correctas - y se abre plano en una de once redes; las siete equivocadas dejan dos piezas o un bucle. Las aristas sin cortar deben formar un árbol generador de las caras, y todo árbol generador es una red, aunque algunas se solapan al tenderlas. El desplegado es un movimiento de bisagras: cada cara gira sobre la arista que comparte con su padre hasta que el ángulo diedro desaparece. El cubo tiene once redes, el icosaedro cuarenta y tres mil. Elige un sólido, elige qué aristas cortar, y ábrelo y ciérralo.

Ecuaciones del módulo
Ecuaciones
un desarrollo plano: las aristas sin cortar forman un árbol generador de las caras
desarrollo: cada cara gira alrededor de su arista común un ángulo π − ángulo diedro
ángulos diedros: tetraedro 70.5°, cubo 90°, octaedro 109.5°, dodecaedro 116.6°, icosaedro 138.2°
desarrollos de un cubo: 11;  de un icosaedro: 43 380

Otros experimentos

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Vértices, aristas, caras — Imagen real de la aplicación

Math

Vértices, aristas, caras

Un cuerpo de unas decenas de caras, y V − E + F leído tras cada edición: triangular una cara, poner un vértice en ella, dividir o borrar una arista, recortar una cara, refinarlas todas - un registro muestra qué hace cada operación con V, E y F, y que χ solo se mueve al recortar un agujero. El género sale de χ con sus condiciones dichas: cuántas piezas, cuántos lazos de borde, orientable o no - en una cinta de Möbius la fórmula da gorros cruzados en su lugar.

Un sólido 4D atravesando — Imagen real de la aplicación

Math

Un sólido 4D atravesando

Cómo se ve un sólido de cuatro dimensiones desde dentro del espacio tridimensional: solo su corte, y el corte cambia mientras el sólido atraviesa. Un teseracto que viene vértice por delante muestra un tetraedro que crece, pierde sus esquinas, se vuelve octaedro y vuelve a encoger; celda por delante muestra un solo cubo durante todo el paso. Los cortes se construyen a partir de las celdas cruzadas, se cuentan, se miden, y su volumen integrado a lo largo del paso es el 4-volumen en cualquier orientación: Cavalieri, una dimensión más arriba.

La fibración de Hopf — Imagen real de la aplicación

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La fibración de Hopf

Sobre cada punto de una esfera corriente hay, en la esfera de cuatro dimensiones, una circunferencia entera; esas circunferencias la llenan sin cruzarse jamás - y aun así dos cualesquiera están enlazadas, exactamente una vez, por lejos que estén sus puntos. Arrastra un punto por el globo pequeño y mira cómo su circunferencia se mueve en la imagen grande; toma un paralelo entero y las circunferencias tejen un toro. El número de enlace se mide con la integral de Gauss, y el ángulo entre dos circunferencias resulta ser la mitad del ángulo entre sus puntos - por eso la esfera de Bloch de un cúbit tiene radio un medio.