超正方体的展开图？超正方体存在于世界上吗

本文目录

• 超正方体的展开图
• 超正方体存在于世界上吗
• 怎么理解超正方体
• 超正方体的概述
• 超立方体是什么，帮忙给我这个土鳖解释一下，最好通俗易懂，详细一些（《星际穿越》后遗症）
• 超正方体存在吗超正方体怎么画四维空间产物
• 什么是超正方体
• 超正方体的规律
• 什么是超正方形

超正方体的展开图

大家一定知道把立方体的六个面展开的样子吧，其中一种展开法如右图。类比一下，即可得到超正方体的其中一种展开法，如最右图，其中一个立方体被藏在三维展开图里边了。看上去很奇怪是吧，这八个立方体在我们的世界里无论怎么翻转也不能组成一个超正方体的，它们必须在四维空间里旋转——这个比方就好比二维小人不会明白那六个正方形怎么转才能拼成一个立方体一样的道理。

超正方体存在于世界上吗

如果说我们这个世界，那么它是不存在的。因为超正方体是四维空间的几何体，严格说已经不能叫体了，不妨叫它胞。假如一个四维生物很调皮地把一个超正方体穿过我们的三维空间，那么我们看到的就是那种大正方体里镶嵌小正方体的常见态，因为我们的视觉有限；如果我们是四维生物，那么我们看到的超正方体将是八个相同的正方体。我们这个世界是三维世界、四维时空。那么四维的就应该是四维空间、五维时空。超正方体不能在我们这个世界存在，好比正方体不能在平面存在一样。

怎么理解超正方体

超正方体（Tesseract, hypercube）又称超立方体或正八胞体，在几何学中四维方体是立方体的四维类比，四维方体之于立方体，就如立方体之于正方形，四维方体是四维凸正多胞体，有8个立方体胞，立方体维数大于3推广的是超立方体或测度多胞体。　　超立方体，又作正八胞体(8-cell,Regular octachoron)，立方体柱(Cubic prism)，4-4边形柱(4-4 duoprism)，是一个四维空间里的几何产物. 以下是抄的。 四维方体不易想象，但可以投射至3维或2维空间。在2维平面的投射，把顶点位 图1置调整后，可以了解更多。如此获得的图像，不再反映四维方体空间构造，而是反映顶点间的联系。 　　对于生活在三维空间的人类来说，四维世界是很神秘的概念。正像生活在二维世界里的小人（如果存在）很难想象三维世界一样，我们同样难于想象四维世界。不过也正像我们可以通过研究三维物体在二维物体上的投影来研究想象三维物体一样，我们也可以通过四维物体在三维世界中的立体图形投影来研究四维世界。 　　图1 所示的是一个立方体在二维世界中的投影。二维小人多多少少可以通过这些投影来想象那个“三 维立方体”的神秘图形。他们可以数出这个立方体有8个顶点，12条边，6个面。 图2可以看到图1的样子像是一个大正方形套一个小正方形，那我们用一点类比的思维，把一个大立方体“套住”一个小立方体，这就得到一个超正方体的一种三维投影（当然图2又是它的二维投影）　 　　正如图1的投影中，立方体的六个面也要把最外部的正方形也要算进去，超正方体表面的八个立方体也包括“最外部”的那一个 　　可以知道，超正方体有8个胞（立方体）、24个面（正方形）、32条棱和16个顶点 　　值得说一下的是，在图2中，投影后一大一小两个立方体的边长比正好是3:1，这个是通过计算得到的。 思维方式 　　如果四维超正方体不太好想象的话，我们换成球试试吧。三维球嘛，无论从哪个方向投影在二维平面上都只是一个半经等同的圆形，这样我们就很容易想到四维球在三维世界中的投影只不过是一个半径等同的球了。如果还想要讨论得深入一些，不妨试试球穿越问题。比如说一个球穿过一个二维平面，二维小人会发现平面上凭空冒出一个慢慢变大的点，后来眼看着扩张成圆，又慢慢缩小成点，最后突然消失。如果这个令二维小人惊讶不已的事实让你并不觉得奇怪，那么以下的情形你定会吃惊不小；在你面前无中生有地出现一个点，扩成球又缩回点，再突然消失。多么神奇！其 实这只不过是四维球穿越 Tesseract球极投影三维世界的情形。 　　这里讲一种思维方式，当你不能够理解四维的某些描述的时候，试着把自己当作二维人生活在扁平的世界里看三维(你能够理解，但是你的描述是受限的)。 球极投影 　　将一个立方体的各个表面膨胀，一段时间后会得到一个球 　　同样的方法，将超正方体的表面膨胀，会得到一个“超球”(Hypersphere) 　　当我们置身于超正方体膨胀成的超球中的时候，我们就会看见右图的这个情景——此时我们置身在“最外部”的立方体（当然是膨胀了的）面上 二维线架正投影平行投影 　　上面的两种其实都属于透视投影——实际上立方体的平行投影是绝对不会出现一大一小大正方形 　　四维超正方体不但可以投影到三维，而且也可以直接投影到二维平面上（是直接，不经过三维），但是由于是投影在二维上，会失真得很厉害所以只能够表现一些点与线之间的连接关系 　　右图是超正方体的二维线架正投影，ABCD分别是四个轴，注意“相邻”两根轴的夹角都是45度的。16个顶点坐标分别是(±1,±1,±1,±1)（下文有简单推导），然后按照给出的一个一个填上去就是的了（方法说上去有点烦，大家可以用几何画板画画这个投影，其实蛮简单的）。 本段展开图 　　 大家一定知道把立方体的六个面展开的样子吧，其中一种展开法如右图。 　　类比一下，即可得到超正方体的其中一种展开法，如最右图，其中一个立方体被藏在三维展开图里边了。 　　看上去很奇怪是吧，这八个立方体在我们的世界里无论怎么翻转也不能组成一个超正方体的，它们必须在四维空间里旋转——这个比方就好比二维小人不会明白那六个正方形怎么转才能拼成一个立方体一样的道理。 本段一个规律 　　零维的一个点，包含一个零维元素（点）；一维的一条线段，包含一个一维元素（线段），两个零维元素；二维的一个正方形，包含一个二维元素（面），四个一维元素；三维的一个正方体，包含 一个三维元素（三维立体），六个二维元素，十二个一维元素，八个零维元素 　　对比下列算式： 　　(x+2)^0=1 　　(x+2)^1=x+2 　　(x+2)^2=x^2+4x+4 　　(x+2)^3=x^3+6x^2+12x+8 　　可以归纳出：一个n维立方形(n-cube)所包含的k维元素个数等于(x+2)^n展开式的k次项系数。 　　(x+2)^4=x^4+8x^3+24x^2+32x+16 　　可以得出：超正方体有8个立方体（胞），24个面，32条线段，16个点。 　　这有助于我们印证四维超正方体的构造。 本段施莱夫利符号 　　超正方体Tesseract的施莱夫利符号有几个 　　{4,3,3}(特指它是正多胞体Tesseract)； 　　{4,3}x{}（代指Cubic prism）； 　　{4}x{4}(4-4 duoprism，由两个正方形绝对垂直得到)； 　　{4}x{}x{}（代指Square prismatic prism，就是一个正方形柱——通俗的说还是立方体——的柱形）； 　　{}x{}x{}x{}（代指Line segmentary prismatic prismatic prism，这个……）。 本段坐标 　　超正方体的顶点坐标可以用类比的方式推导： 　　正方形的坐标：（±1，±1） 　　正方体的坐标：（±1，±1，±1） 　　那么类比可以得到四维超正方体的顶点：（±1，±1，±1，±1）

超正方体的概述

超立方体，又作正八胞体(8-cell,Regular octachoron)，立方体柱(Cubic prism)，4-4边形柱(4-4 duoprism)，是一个四维空间里的几何产物需要说一下“超立方体”的英文应该是Tesseract而不是Hypercube，Hypercube在英文维基百科上是指N维立方体（一维的线段，二维的正方形，三维的立方体……）的总称

超立方体是什么，帮忙给我这个土鳖解释一下，最好通俗易懂，详细一些（《星际穿越》后遗症）

星际穿越？那电源就是在扯淡。超立方体是指与时间无关的四维空间的正方体，就是三维空间中的正方体每个面向另一个空间延伸形成一个新的正方体，一个6个面，也就是说要形成6个正方体，再加上原来的，还有另一个空间要衍生一个正方体，一共是8个正方体。就好像一个正方形，每条边向上延伸会形成一个面，最上边一个面我们把他封闭了就会衍生一个面。所以正方形4条边，正方体6个面，每条边形成一个面，再加上原来的，和新增加的刚好6个面。超正方体也就是8个正方体了，这下明白了吧。超正方体与时间没有任何关系，只可能产生平行空间，绝不可能时光倒退或前进，星际穿越中想表达的是这个意思，主角在超正方体里面，但是这个超正方体在黑洞里面，黑洞就是连接宇宙和宇宙之外的通道。比如说我们在一张很大的纸上面生活，我们找不到边界，而三维空间的生物在纸上捅了一个洞，这个洞就可以让生活在二维空间的生物逃出去，而三维空间也是一样，因为宇宙之外是一个四维空间，所以我们这个空间有可能有一些漏洞，我们要逃离这个宇宙有两种办法，一种是找到宇宙边界出去，还有一种是从这些漏洞，也就是黑洞出去。我们从黑洞出去之后就来到了一个四维空间，而主角来到的这个房间当然就是四维空间的房间，四维空间的房间当然就是一个超正方体，这个房间又与三维空间交叉，就好像我们拿一个盒子镶嵌在一张纸张上，主角就好像在这个盒子内，而他女儿就在这个盒子里面的这张纸上，主角走到盒子一个面与纸交界的地方就可以看到他女儿了，这个交界就是这个书架后面的一个空间。

超正方体存在吗超正方体怎么画四维空间产物

超正方体又被称为正八胞体，是一种四维空间的凸正多胞体，相当于三维立方体的四维类比，拥有8个立方胞体，是一个4-4边形柱，可以和正十六胞体通过作垂线的方式相互转化，目前在三维空间中，还不能画出完整的四维胞体，但是能够画出施莱格尔和二维投影，来帮助我们更好的理解，下面就跟着本站我一起来看看超正方体吧!

超正方体存在吗?

在负维空间中就曾提到，在数学的几何学中，有着拓扑空间的概念，其中点就是零维，线就是一维，而面就是二维，而体就是三维，四维则是由体组成的超立方体，可以说是三维人类无法想象的，严格的来说在我们的三维世界是不存在的，但是在数学中的四维空间是存在的。

超正方体其实就是凸正多胞体中的正八胞体，是四维空间中立方体的类比，4-4边形柱，有8个立方体胞。超立方体没有角度概念，但是任何一个顶点达到相邻顶点的距离都是相等的。这和正六百胞体十分相似。就像人们能从三维图形在二维的投影，想象出三维空间的形状一样，我们也可以通过四维方体在三维空间的投影，想象四维方体的具体外形。由此就延伸出了施莱格尔投影的概念。

超正方体怎么画(投影分类)

施莱格尔投影：其实就是四维图形在三维的投影，通过这一投影，就能看出超正方体有8个胞体，24个面，32条棱和16个顶点。四维方体并不好想象，所以你可以理解为三维物体是直接投影在视网膜上，但是四维物体是只能先投影成三维，在通过一次投影才能出现在视网膜上。

球极投影：就是将超立方体的每个表面都膨胀一定的时间，就得到了一个“超球”，而球极投影就是我们置身于“超球”中所看到的景象。

二维线架正投影：这也是我们最容易画出来的一种超正方体投影，因为这是比三维还低的二维面上的超正方体的正投影，依照图上的相邻的两个角都是45度，一个点一个点的画，还是很简单的。

超正方体的展开图

如果还不好理解，我们可以像研究三维图形一样，做出超正方体的展开图，虽然看上去很困难，因为我们怎么也不能想象着八个立方体要这怎么转才能合成一个超正方体，这就好像二维不懂三维图形一样。

超正方体是正八胞体，所以与正十六胞体有着相互的联系，只要将正八胞体每个正方体的中心，作出所在正方体的正方形面垂线，就能得到一个正十六胞体。

虽然超正方体对于三维空间的人很难理解，但是在数学中也是真实存在的，我们要向画出超正方体，只能通过投影的方式，才能在三维中呈现。

什么是超正方体

超正方体又称超立方体或正八胞体，在几何学中四维方体是立方体的四维类比，四维方体之于立方体，就如立方体之于正方形，四维方体是四维凸正多胞体，有8个立方体胞，立方体维数大于3推广的是超立方体或测度多胞体。

超正方体的规律

零维的一个点，包含一个零维元素（点）一维的一条线段，包含一个一维元素（线段），两个零维元素（端点）二维的一个正方形，包含一个二维元素（面），四个一维元素（边），四个零维元素（顶点）三维的一个正方体，包含 一个三维元素（三维立体），六个二维元素（面），十二个一维元素（棱），八个零维元素（顶点）对比下列算式：(x+2)^0=1(x+2)^1=x+2(x+2)^2=x²+4x+4(x+2)^3=x^3+6x^2+12x+8可以归纳出：一个n维立方形(n-cube)所包含的k维元素个数等于(x+2)^n展开式的k次项系数。(x+2)^4=x^4+8x^3+24x^2+32x+16可以得出：超正方体有8个立方体（胞），24个面，32条线段，16个点。这有助于我们印证四维超正方体的构造。

什么是超正方形

是超正方体吧超正方体 四维方体的三维投射。（这里是将第四维视作时间维做的投射。在物理中常这么作图。）几何学中，四维方体是立方体的四维类比。四维方体之於立方体，就如立方体之於正方形。四维方体是四维凸正多胞体，有8个立方体胞。立方体向维数大於3推广是超立方体或测度多胞体。 几何性质 在四维欧几里得空间的标准四维方体是点(±1, ±1, ±1, ±1)的凸包。它包含了点： 《math》\{(x_1,x_2,x_3,x_4) \in \mathbb R^4 \,:\, -1 \leq x_i \leq 1 \}《/math》。 四维方体由八个超平面(xi = ±1)包围。两两非平行超平面相交，共形成四维方体的24个正方形面。每条棱有3个立方体和3个正方形相交。在每一顶点有4个立方体、6个正方形和4条棱相交。四维方体共有8个立方体、24个正方形、32条棱和16个顶点。 四维方体的每一顶点与4条棱相邻，所以四维方体的顶点形是正四面体。所以四维方体的施莱夫利符号是{4,3,3}。其对偶多胞体是正十六胞体，施莱夫利符号是{3,3,4}。