对称性与群的直观演示
用旋转和反射的操作,看看多边形的对称性如何形成循环群 $C_n$ 与二面体群 $D_n$。
选择形状(决定 $n$)
正三角形(n=3)
正方形(n=4)
正六边形(n=6)
旋转次数 $r^k$(以 $2\pi/n$ 为步长)
0°
选择反射 $s$(轴对称)
无
竖直轴
水平轴
对角轴
原型 $r^0$
经过 $r^k$ 及反射后的形状
灵感来源:
对称操作的组合产生群结构:纯旋转形成循环群 $C_n$(阶 $n$),再加上 $n$ 条反射得到二面体群 $D_n$(阶 $2n$)。旋转记作 $r$,反射记作 $s$,关系为 $r^n=e$、$s^2=e$、$srs=r^{-1}$。滑动、切换轴即可直观感受这些关系。