ジョンソンの立体
ジョンソンの立体(ジョンソンのりったい、Johnson solid)、またはザルガラーの多面体(ザルガラーのためんたい、Zalgaller polyhedron)とは、整凸面多面体(せいとつためんたい、regular-faced convex polyhedron)のうち、正多面体、半正多面体、アルキメデスの角柱、アルキメデスの反角柱以外のもの。
整凸面多面体とは、全ての面が正多角形で全ての辺の長さが等しい凸多面体である。なお、「ザルガラーの多面体」は整凸面多面体の意味で使うこともある。
ジョンソンの立体は全部で92種類ある。正多面体以外のデルタ多面体、ミラーの立体も含む。
正多面体・半正多面体のリストアップは比較的簡単だが、ジョンソンの立体のリストアップは簡単ではない。1966年、アメリカの数学者ノーマン・ジョンソン(Norman Johnson)が全92種を記した一覧表を発表し、それぞれに番号と名前を与えたが、これで全てだとの証明はされなかった。3年後の1969年、ヴィクター・アブラモヴィッチ・ザルガラー(Victor Abramovich Zalgaller)がコンピュータを駆使して、この一覧表が完全であることを証明した。
性質
面の種類は、1種類のもの(5種のデルタ多面体のみ)と複数種類のものとがある。
面の種類は、正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正八角形、正十角形の6種類のみである。この性質は半正多面体にも共通する。これらの面は、正多面体が持つ3種類の面と、それらの辺の数を倍にしたものである。
正六角形、正八角形、正十角形の中では、最大1種類しか使われない。また、正 2n 角形(n ≥ 3)が使われているときは、正 n 角形も使われている。これらの性質は、半正多面体では成り立たない。
対称性はCyclicかDihedralである。これらは、正多面体や半正多面体のTetrahedralやOctahedralやIcosahedralより低い対称性であり、たとえば回転対称性については1本 (Cyclic) か2本 (Dihedral) しか軸を持たない。なお、アルキメデスの角柱やアルキメデスの反角柱の対称性はDihedralである。
一覧
番号と名称(複数記した場合は最初のもの)はジョンソンによる。n 番目のジョンソンの立体を Jn と書く。
- 1-6(6種): 角錐・角台塔・角丸塔
- 7-17(11種): 角錐柱・角錐反柱・双角錐
- 18-48(31種): 角台塔と角丸塔の変形
- 49-57(9種): 側錐角柱
- 58-64(7種): 正多面体の変形
- 65-83(19種): 半正多面体の変形
- 84-92(9種): その他
Jn | 名称 | 展開図 | 投影図 | 頂 点 |
辺 | 面 | 正 n 角形面 | 対 称 性 |
その他の 性質 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | |||||||||
1 | 正四角錐 (square pyramid) |
80px | 80px | 5 | 8 | 5 | 4 | 1 | C4v | |||||
2 | 正五角錐 (pentagonal pyramid) |
80px | 80px | 6 | 10 | 6 | 5 | 1 | C5v | |||||
3 | 正三角台塔 (triangular cupola) |
80px | 80px | 9 | 15 | 8 | 4 | 3 | 1 | C3v | ||||
4 | 正四角台塔 (square cupola) |
80px | 80px | 12 | 20 | 10 | 4 | 5 | 1 | C4v | ||||
5 | 正五角台塔 (pentagonal cupola) |
80px | 80px | 15 | 25 | 12 | 5 | 5 | 1 | 1 | C5v | |||
6 | 正五角丸塔 (pentagonal rotunda) |
80px | 80px | 20 | 35 | 17 | 10 | 6 | 1 | C5v | ||||
7 | 正三角錐柱 (elongated triangular pyramid) |
80px | 80px | 7 | 12 | 7 | 4 | 3 | C3v | |||||
8 | 正四角錐柱 (elongated square pyramid) |
80px | 80px | 9 | 16 | 9 | 4 | 5 | C4v | |||||
9 | 正五角錐柱 (elongated pentagonal pyramid) |
80px | 80px | 11 | 20 | 11 | 5 | 5 | 1 | C5v | ||||
10 | 正四角錐反柱 (gyroelongated square pyramid) |
80px | 80px | 9 | 20 | 13 | 12 | 1 | C4v | |||||
11 | 正五角錐反柱 (gyroelongated pentagonal pyramid) |
80px | 80px | 11 | 25 | 16 | 15 | 1 | C5v | |||||
12 | 双三角錐 (triangular dipyramid) デルタ六多面体 |
80px | 80px | 5 | 9 | 6 | 6 | D3h | デルタ 多面体 | |||||
13 | 双五角錐 (pentagonal dipyramid) デルタ十面体 |
80px | 80px | 7 | 15 | 10 | 10 | D5h | デルタ 多面体 | |||||
14 | 双三角錐柱 (elongated triangular dipyramid) |
80px | 80px | 8 | 15 | 9 | 6 | 3 | D3h | |||||
15 | 双四角錐柱 (elongated square dipyramid) |
80px | 80px | 10 | 20 | 12 | 8 | 4 | D4h | |||||
16 | 双五角錐柱 (elongated pentagonal dipyramid) |
80px | 80px | 12 | 25 | 15 | 10 | 5 | D5h | |||||
17 | 双四角錐反柱 (gyroelongated square dipyramid) デルタ十六面体 |
80px | 80px | 10 | 24 | 16 | 16 | D4d | デルタ 多面体 | |||||
18 | 正三角台塔柱 (elongated triangular cupola) |
80px | 80px | 15 | 27 | 14 | 4 | 9 | 1 | C3v | ||||
19 | 正四角台塔柱 (elongated square cupola) |
80px | 80px | 20 | 36 | 18 | 4 | 13 | 1 | C4v | ||||
20 | 正五角台塔柱 (elongated pentagonal cupola) |
80px | 80px | 25 | 45 | 22 | 5 | 15 | 1 | 1 | C5v | |||
21 | 正五角丸塔柱 (elongated pentagonal rotunda) |
80px | 80px | 30 | 55 | 27 | 10 | 10 | 6 | 1 | C5v | |||
22 | 正三角台塔反柱 (gyroelongated triangular cupola) |
80px | 80px | 15 | 33 | 20 | 16 | 3 | 1 | C3v | ||||
23 | 正四角台塔反柱 (gyroelongated square cupola) |
80px | 80px | 20 | 44 | 26 | 20 | 5 | 1 | C4v | ||||
24 | 正五角台塔反柱 (gyroelongated pentagonal cupola) |
80px | 80px | 25 | 55 | 32 | 25 | 5 | 1 | 1 | C5v | |||
25 | 正五角丸塔反柱 (gyroelongated pentagonal rotunda) |
80px | 80px | 30 | 65 | 37 | 30 | 6 | 1 | C5v | ||||
26 | 異相双三角柱 (gyrobifastigium) |
80px | 80px | 8 | 14 | 8 | 4 | 4 | D2d | |||||
27 | 同相双三角台塔 (triangular orthobicupola) |
80px | 80px | 12 | 24 | 14 | 8 | 6 | D3h | |||||
28 | 同相双四角台塔 (square orthobicupola) |
80px | 80px | 16 | 32 | 18 | 8 | 10 | D4h | |||||
29 | 異相双四角台塔 (square gyrobicupola) |
80px | 80px | 16 | 32 | 18 | 8 | 10 | D4d | |||||
30 | 同相双五角台塔 (pentagonal orthobicupola) |
80px | 80px | 20 | 40 | 22 | 10 | 10 | 2 | D5h | ||||
31 | 異相双五角台塔 (pentagonal gyrobicupola) |
80px | 80px | 20 | 40 | 22 | 10 | 10 | 2 | D5d | ||||
32 | 同相五角台塔丸塔 (pentagonal orthocupolarotunda) |
80px | 80px | 25 | 50 | 27 | 15 | 5 | 7 | C5v | ||||
33 | 異相五角台塔丸塔 (pentagonal gyrocupolarotunda) |
80px | 80px | 25 | 50 | 27 | 15 | 5 | 7 | C5v | ||||
34 | 同相双五角丸塔 (pentagonal orthobirotunda) |
80px | 80px | 30 | 60 | 32 | 20 | 12 | D5h | |||||
35 | 同相双三角台塔柱 (elongated triangular orthobicupola) |
80px | 80px | 18 | 36 | 20 | 8 | 12 | D3h | |||||
36 | 異相双三角台塔柱 (elongated triangular gyrobicupola) |
80px | 80px | 18 | 36 | 20 | 8 | 12 | D3d | |||||
37 | 異相双四角台塔柱 (elongated square gyrobicupola) ミラーの立体 |
80px | 80px | 24 | 48 | 26 | 8 | 18 | D4d | 全ての 頂点形状 が合同 | ||||
38 | 同相双五角台塔柱 (elongated pentagonal orthobicupola) |
80px | 80px | 30 | 60 | 32 | 10 | 20 | 2 | D5h | ||||
39 | 異相双五角台塔柱 (elongated pentagonal gyrobicupola) |
80px | 80px | 30 | 60 | 32 | 10 | 20 | 2 | D5d | ||||
40 | 同相五角台塔丸塔柱 (elongated pentagonal orthocupolarotunda) |
80px | 80px | 35 | 70 | 37 | 15 | 15 | 7 | C5v | ||||
41 | 異相五角台塔丸塔柱 (elongated pentagonal gyrocupolarotunda) |
80px | 80px | 35 | 70 | 37 | 15 | 15 | 7 | C5v | ||||
42 | 同相双五角丸塔柱 (elongated pentagonal orthobirotunda) |
80px | 80px | 40 | 80 | 42 | 20 | 10 | 12 | D5h | ||||
43 | 異相双五角丸塔柱 (elongated pentagonal gyrobirotunda) |
80px | 80px | 40 | 80 | 42 | 20 | 10 | 12 | D5d | ||||
44 | 双三角台塔反柱 (gyroelongated triangular bicupola) |
80px | 80px | 18 | 42 | 26 | 20 | 6 | D3 | キラル | ||||
45 | 双四角台塔反柱 (gyroelongated square bicupola) |
80px | 80px | 24 | 56 | 34 | 24 | 10 | D4 | キラル | ||||
46 | 双五角台塔反柱 (gyroelongated pentagonal bicupola) |
80px | 80px | 30 | 70 | 42 | 30 | 10 | 2 | D5 | キラル | |||
47 | 五角台塔丸塔反柱 (gyroelongated pentagonal cupolarotunda) |
80px | 80px | 35 | 80 | 47 | 35 | 5 | 7 | C5 | キラル | |||
48 | 双五角丸塔反柱 (gyroelongated pentagonal birotunda) |
80px | 80px | 40 | 90 | 52 | 40 | 12 | D5 | キラル | ||||
49 | 側錐三角柱 (augmented triangular prism) |
80px | 80px | 7 | 13 | 8 | 6 | 2 | C2v | |||||
50 | 二側錐三角柱 (biaugmented triangular prism) |
80px | 80px | 8 | 17 | 11 | 10 | 1 | C2v | |||||
51 | 三側錐三角柱 (triaugmented triangular prism) デルタ十四面体 |
80px | 80px | 9 | 21 | 14 | 14 | D3h | デルタ 多面体 | |||||
52 | 側錐五角柱 (augmented pentagonal prism) |
80px | 80px | 11 | 19 | 10 | 4 | 4 | 2 | C2v | ||||
53 | 二側錐五角柱 (biaugmented pentagonal prism) |
80px | 80px | 12 | 23 | 13 | 8 | 3 | 2 | C2v | ||||
54 | 側錐六角柱 (augmented hexagonal prism) |
80px | 80px | 13 | 22 | 11 | 4 | 5 | 2 | C2v | ||||
55 | 双側錐六角柱 (parabiaugmented hexagonal prism) |
80px | 80px | 14 | 26 | 14 | 8 | 4 | 2 | D2h | ||||
56 | 二側錐六角柱 (metabiaugmented hexagonal prism) |
80px | 80px | 14 | 26 | 14 | 8 | 4 | 2 | C2v | ||||
57 | 三側錐六角柱 (triaugmented hexagonal prism) |
80px | 80px | 15 | 30 | 17 | 12 | 3 | 2 | D3h | ||||
58 | 側錐十二面体 (augmented dodecahedron) |
80px | 80px | 21 | 35 | 16 | 5 | 11 | C5v | |||||
59 | 双側錐十二面体 (parabiaugmented dodecahedron) |
80px | 80px | 22 | 40 | 20 | 10 | 10 | D5d | |||||
60 | 二側錐十二面体 (metabiaugmented dodecahedron) |
80px | 80px | 22 | 40 | 20 | 10 | 10 | C2v | |||||
61 | 三側錐十二面体 (triaugmented dodecahedron) |
80px | 80px | 23 | 45 | 24 | 15 | 9 | C3v | |||||
62 | 二側錐欠損二十面体 (metabidiminished icosahedron) |
80px | 80px | 10 | 20 | 12 | 10 | 2 | C2v | |||||
63 | 三側錐欠損二十面体 (tridiminished icosahedron) |
80px | 80px | 9 | 15 | 8 | 5 | 3 | C3v | |||||
64 | 側錐三側錐欠損二十面体 (augmented tridiminished icosahedron) |
80px | 80px | 10 | 18 | 10 | 7 | 3 | C3v | |||||
65 | 側台塔切頂四面体 (augmented truncated tetrahedron) |
80px | 80px | 15 | 27 | 14 | 8 | 3 | 3 | C3v | ||||
66 | 側台塔切頂立方体 (augmented truncated cube) |
80px | 80px | 28 | 48 | 22 | 12 | 5 | 5 | C4v | ||||
67 | 双側台塔切頂立方体 (biaugmented truncated cube) |
80px | 80px | 32 | 60 | 30 | 16 | 10 | 4 | D4h | ||||
68 | 側台塔切頂十二面体 (augmented truncated dodecahedron) |
80px | 80px | 65 | 105 | 42 | 25 | 5 | 1 | 11 | C5v | |||
69 | 双側台塔切頂十二面体 (parabiaugmented truncated dodecahedron) |
80px | 80px | 70 | 120 | 52 | 30 | 10 | 2 | 10 | D5d | |||
70 | 二側台塔切頂十二面体 (metabiaugmented truncated dodecahedron) |
80px | 80px | 70 | 120 | 52 | 30 | 10 | 2 | 10 | C2v | |||
71 | 三側台塔切頂十二面体 (triaugmented truncated dodecahedron) |
80px | 80px | 75 | 135 | 62 | 35 | 15 | 3 | 9 | C3v | |||
72 | 側台塔回転斜方二十・十二面体 (gyrate rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 60 | 120 | 62 | 20 | 30 | 12 | C5v | ||||
73 | 双側台塔回転斜方二十・十二面体 (parabigyrate rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 60 | 120 | 62 | 20 | 30 | 12 | D5d | ||||
74 | 二側台塔回転斜方二十・十二面体 (metabigyrate rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 60 | 120 | 62 | 20 | 30 | 12 | C2v | ||||
75 | 三側台塔回転斜方二十・十二面体 (trigyrate rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 60 | 120 | 62 | 20 | 30 | 12 | C3v | ||||
76 | 側台塔欠損斜方二十・十二面体 (diminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 55 | 105 | 52 | 15 | 25 | 11 | 1 | C5v | |||
77 | 双側台塔回転欠損斜方二十・十二面体 (paragyrate diminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 55 | 105 | 52 | 15 | 25 | 11 | 1 | C5v | |||
78 | 二側台塔回転欠損斜方二十・十二面体 (metagyrate diminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 55 | 105 | 52 | 15 | 25 | 11 | 1 | Cs | |||
79 | 二側台塔回転側台塔欠損斜方二十・十二面体 (bigyrate diminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 55 | 105 | 52 | 15 | 25 | 11 | 1 | Cs | |||
80 | 双側台塔欠損斜方二十・十二面体 (parabidiminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 50 | 90 | 42 | 10 | 20 | 10 | 2 | D5d | |||
81 | 二側台塔欠損斜方二十・十二面体 (metabidiminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 50 | 90 | 42 | 10 | 20 | 10 | 2 | C2v | |||
82 | 側台塔回転二側台塔欠損斜方二十・十二面体 (gyrate bidiminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 50 | 90 | 42 | 10 | 20 | 10 | 2 | Cs | |||
83 | 三側台塔欠損斜方二十・十二面体 (tridiminished rhombicosidodecahedron) |
80px | 80px | 45 | 75 | 32 | 5 | 15 | 9 | 3 | C3v | |||
84 | 変形双五角錐 (snub disphenoid) デルタ十二面体 |
80px | 80px | 8 | 18 | 12 | 12 | D2d | デルタ 多面体 | |||||
85 | 変形四角反柱 (snub square antiprism) |
80px | 80px | 16 | 40 | 26 | 24 | 2 | D4d | |||||
86 | 球形屋根 (sphenocorona) |
80px | 80px | 10 | 22 | 14 | 12 | 2 | C2v | |||||
87 | 側錐球形屋根 (augmented sphenocorona) |
80px | 80px | 11 | 26 | 17 | 16 | 1 | Cs | |||||
88 | 長球形屋根 (sphenomegacorona) |
80px | 80px | 12 | 28 | 18 | 16 | 2 | C2v | |||||
89 | 広底長球形屋根 (hebesphenomegacorona) |
80px | 80px | 14 | 33 | 21 | 18 | 3 | C2v | |||||
90 | 五角錐球形屋根 (disphenocingulum) |
80px | 80px | 16 | 38 | 24 | 20 | 4 | D2d | |||||
91 | 双三日月双丸塔 (bilunabirotunda) |
80px | 80px | 14 | 26 | 14 | 8 | 2 | 4 | D2h | ||||
92 | 三角広底球形屋根丸塔 (triangular hebesphenorotunda) |
80px | 80px | 18 | 36 | 20 | 13 | 3 | 3 | 1 | C3v |