Composé polyèdrique

Un composé polyèdrique est un polyèdre qui est lui-même composé de plusieurs autres polyèdres partageant un centre commun, l'analogue tridimensionnel des composés polygonaux tel que l'hexagramme.

Les sommets voisins d'un composé peuvent être connectés pour former un polyèdre convexe appelé l'enveloppe convexe. Le composé est un facettage de l'enveloppe convexe.

Un autre polyèdre convexe est formé par le petit espace central commun à tous les membres du composé. Ce polyèdre peut être considéré comme le noyau pour un ensemble de stellations incluant ce composé. (Voir la Liste des modèles de polyèdre de Wenninger pour ces composés et plus de stellations.)

Un composé polyèdrique régulier peut être défini comme un composé qui, comme un polyèdre régulier, est de sommet uniforme, de face uniforme et de face uniforme. Avec cette définition, il existe 5 composés réguliers.

Composants	Image	Enveloppe convexe	Noyau	Symétrie	Dual
Composé de deux tétraèdres, ou octangle étoilé		Cube	Octaèdre	Oh	Autodual
Composé de cinq tétraèdres		Dodécaèdre	Icosaèdre	I	énantiomorphe, ou jumeaux chiraux
Composé de dix tétraèdres		Dodécaèdre	Icosaèdre	Ih	Autodual
Composé de cinq cubes		Dodécaèdre	Triacontaèdre rhombique	Ih	Composé de cinq octaèdres
Composé de cinq octaèdres		Icosidodécaèdre	Icosaèdre	Ih	Composé de cinq cubes

Le plus connu est le composé de deux tétraèdres, souvent appelé l'octangle étoilé, un nom donné par Kepler. Les sommets des deux tétraèdres définissent un cube et l'intersection des deux, un octaèdre, qui partage les mêmes faces planes que le composé. Ainsi, c'est une stellation de l'octaèdre.

L'octangle étoilé peut aussi être regardé comme un #Composé dual-régulier.

Le composé de cinq tétraèdres se décline en deux versions énantiomorphes, qui ensemble forment le composé de 10 tétraèdres. Chaque composé tétraédrique est autoadual, et le composé de 5 cubes et le dual du composé de 5 octaèdres.

Un composé dual-régulier est composé d'un polyèdre régulier (un des solides de Platon ou des solides sz Kepler-Poinsot) et son dual régulier, arrangé réciproquement sur une sphère intermédiaire commune, telle que l'arête d'un polyèdre coupe l'arête duale du polyèdre dual. Il existe cinq composés de cette sorte.

Composants	Image	Enveloppe convexe	Noyau	Symétrie
Composé de deux tétraèdres		Cube	Octaèdre	Oh
Composé du Cube et de l'Octaèdre		Dodécaèdre rhombique	Cuboctaèdre	Oh
Composé de l'Icosaèdre et du Dodécaèdre		Triacontaèdre rhombique	Icosidodécaèdre	Ih
Conposé du Grand Icosaèdre et du Grand Dodécaèdre étoilé		Dodécaèdre	Icosaèdre	Ih
Composé du petit dodécaèdre étoilé et du grand dodécaèdre		Icosaèdre	Dodécaèdre	Ih

Le composé dual-régulier d'un tétraèdre avec son polyèdre dual est aussi l'octangle étoilé régulier, puisque le tétraèdre est autodual.

Les composés duaux-réguliers cube-octaèdre et dodécaèdre-icosaèdre sont les premières stellations du cuboctaèdre et de l'icosidodécaèdre, respectivement.

Le composé du petit dodécaèdre étoilé et du grand dodécaèdre ressemblent extérieurement au petit dodécaèdre étoilé, parce que le grand dodécaèdre est complètement contenu à l'intérieur.

En 1976, John Skilling publia Uniform Compounds of Uniform Polyhedra (Composés uniformes de polyèdres uniformes) qui énumére 75 composés (incluant 6 ensembles prismatiques infinis de composés, #20-#25) fait à partir de polyèdres uniformes avec une symétrie rotationnelle. (Chaque sommet est de sommet uniforme et chaque sommet est transitif avec chaque autre sommet). Cette liste inclut les cinq composés réguliers ci-dessus.

Voici une table imagée des 75 composés uniformes listée par Skilling. La plupart sont colorés par chaque élément polyèdrique. Certains, comme les paires chirales, sont colorés par symétrie des faces avec chaque polyèdre.

• 1-19 : Divers (4,5,6,9 et 17 sont les 5 composés réguliers)

• 20-25 : Symétrie prismatique incluse dans la symétrie dièdrique,

• 26-45 : Symétrie prismatique incluse dans la symétrie octaèdrique ou icosaèdrique,

• 46-67 : Symétrie tétraédrique incluse dans la symétrie octaèdrique ou icosaèdrique,

• 68-75 : paires énantiomorphes

• John Skilling, Uniform Compounds of Uniform Polyhedra, Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, Vol. 79, pp. 447-457, 1976.
• Peter R. Cromwell, Polyhedra, Cambridge, 1997.
• Magnus Wenninger Dual Models Cambridge, England, Cambridge University Press, 1983. (51-53)
• Michael G. Harman, Polyhedral Compounds, unpublished manuscript, circa 1974. [1]
• Edmund Hess 1876 "Zugleich Gleicheckigen und Gleichflächigen Polyeder", Schriften der Gesellschaft zur Berörderung der Gasammten Naturwissenschaften zu Marburg 11 (1876) pp 5-97.
• Luca Pacioli, De Divina Proportione, 1509.