正六面體轉動群

正六面體轉動群

一個正六面體有6個面、8個頂點和12條棱,所以可以分別給出關於面、頂點和棱的正六面體置換表示。

面的置換表示

置換類型 置換的循環表示 不動圖像個數
不動 (1) 1
以面心-面心為軸轉±90度 (1)(4) 2x3=6
以面心-面心為軸轉180度 (1)(2) 3
以棱中-棱中為軸轉180度 (2) 6
以對角線為軸轉±120度 (3) 2x4=8
正六面體轉動群的階數為1+6+3+6+8=24

例:正6面體的6個面分別用紅、藍兩種顏色著色,有多少方案?

解:正六面體的面二著色問題,根據Polya定理,方案數為:

正六面體轉動群 正六面體轉動群

頂點置換表示

置換類型 置換的循環表示 不動圖像個數
不動 (1) 1
以面心-面心為軸轉±90度 (4) 2x3=6
以面心-面心為軸轉180度 (2) 3
以棱中-棱中為軸轉180度 (2) 6
以對角線為軸轉±120度 (1)(3) 2x4=8
正六面體轉動群的階數為1+6+3+6+8=24

例:用2種顏色給正6面體的8個頂點著色,有多少方案?

解:正六面體的頂點二著色問題,根據Polya定理,方案數為:

正六面體轉動群 正六面體轉動群

棱的置換表示

置換類型 置換的循環表示 不動圖像個數
不動 (1) 1
以面心-面心為軸轉±90度 (4) 2x3=6
以面心-面心為軸轉180度 (2) 3
以棱中-棱中為軸轉180度 (1)(2) 6
以對角線為軸轉±120度 (3) 2x4=8
正六面體轉動群的階數為1+6+3+6+8=24

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