Zonoedro

En geometría, un zonoedro es un poliedro convexo con simetría central, cada una de cuyas caras es un polígono con simetría central (un zonágono).

Los zonoedros fueron definidos y estudiados originalmente por E. S. Fedorov, un cristalógrafo ruso.

[2]​ La motivación original para estudiar los zonoedros es que el diagrama de Voronoi de cualquier red forma un panal uniforme convexo en el que las celdas son zonoedros.

Cualquier zonoedro formado de esta manera puede teselarse un espacio tridimensional y se denomina paraleloedro primario.

Cada paraleloedro primario es combinatoriamente equivalente a uno de los siguientes cinco tipos: el romboedro (incluyendo el cubo), el prisma hexagonal, el octaedro truncado, el dodecaedro rómbico, y el dodecaedro rombo-hexagonal.

Los vectores a partir de los cuales se forma el zonoedro se llaman sus generadores.

Esta caracterización permite generalizar la definición de zonoedro a dimensiones superiores, dando lugar a los zonotopos.

Cada arista de un zonoedro es paralela al menos a uno de los generadores, y tiene una longitud igual a la suma de las longitudes de los generadores a los que es paralela.

Eligiendo conjuntos de vectores con altos grados de simetría, podemos formar de esta manera, zonoedros con al menos tanta simetría.

Los generadores paralelos a las aristas de un octaedro forman un octaedro truncado, y los generadores paralelos a las diagonales largas de un cubo forman un dodecaedro rómbico.

Así, la suma de Minkowski de un cubo y un octaedro truncado forma el cuboctaedro truncado, mientras que la suma de Minkowski del cubo y el dodecaedro rómbico forma el dodecaedro rómbico truncado.

Ambos zonoedros son simples (tres caras se encuentran en cada vértice), al igual que el pequeño rombicuboctaedro truncado formado a partir de la suma de Minkowski del cubo, el octaedro truncado y el dodecaedro rómbico.

Suma de Minkowski de cuatro segmentos de línea. El panel de la izquierda muestra cuatro conjuntos, que se muestran en una matriz de dos por dos. Cada uno de los conjuntos contiene exactamente dos puntos, que se muestran en rojo. En cada conjunto, los dos puntos están unidos por un segmento de línea rosa, que es el casco convexo del conjunto original. Cada conjunto tiene exactamente un punto que se indica con un signo más. En la fila superior de la matriz de dos por dos, el símbolo más se encuentra en el interior del segmento de línea; en la fila inferior, el símbolo más coincide con uno de los puntos rojos. Esto completa la descripción del panel izquierdo del diagrama. El panel derecho muestra la suma de Minkowski de los conjuntos, que es la unión de las sumas que tienen exactamente un punto de cada conjunto-sumando; para los conjuntos mostrados, las dieciséis sumas son puntos distintos, que se muestran en rojo: Las sumas rojas de la derecha son las sumas de las sumas rojas de la izquierda. El casco convexo de los dieciséis puntos rojos está sombreado en rosa. En el interior rosa del conjunto de sumas de la derecha hay exactamente un símbolo más, que es la suma (única) de los símbolos más del lado derecho. El símbolo positivo de la derecha es, de hecho, la suma de los cuatro símbolos positivos de los conjuntos de la izquierda, precisamente dos puntos de los conjuntos sumandos originales no convexos y dos puntos de los cascos convexos de los conjuntos sumandos restantes.
Un zonotopo es la suma de Minkowski de segmentos de recta. Los dieciséis puntos rojos oscuros (a la derecha) forman la suma de Minkowski de los cuatro conjuntos no convexos (a la izquierda), cada uno de los cuales consta de un par de puntos rojos. Sus cascos convexos (sombreados en rosa) contienen signos más (+): El signo más de la derecha es la suma de los signos más de la izquierda