正六边形镶嵌

在几何学中，正六边形镶嵌是一种平面镶嵌，由正六边形重复组合排列而成，且填满整个平面，而且没有任何空隙或重叠，由于皆由正多边形组成，因此称为正镶嵌图。正六边形镶嵌是三维欧几里得空间中三个正密铺之一。另外两个分别是正三角形镶嵌和正方形镶嵌。

康威将之称为hextille。

由于正六边形镶嵌是由正六边形组成，又因正六边形内角为120°，因此每个顶点周围都有3个正六边形，且刚好占满360°，才能填满平面。

在施莱夫利符号中，正六边形镶嵌可用6,3或t3,6表示。

## 圆堆砌

正六边形镶嵌可以被用来进行圆堆砌，以其每个顶点为圆心放置等直径的圆。在这个堆砌里，每个圆都与3个相邻圆接触（接触数）。每个正六边形中间的部分实际上还可以再放入一个圆，这样我们就会得到二维最密圆堆砌——正三角形镶嵌式圆堆砌，这时接触数达到最大值6。

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## 半正涂色

正六边形镶嵌共有3种不同的半正涂色，都可以由Wythoff镜面对称构造出来。(h,k)表示一种涂色的面周期性重复，以正六边形距离h、k计数，h在先，k在后。

k阶半正｜一阶半正｜二阶半正｜三阶半正

图像｜

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颜色数｜1｜2｜3｜2｜4｜2｜7

(h,k)｜(1,0)｜(1,1)｜(2,0)｜(2,1)

施莱夫利符号｜{6,3}｜t{3,6}｜t0,1,2{33}

Wythoff符号｜3 | 6 2｜2 6 | 3｜3 3 3 |

对称性｜、632(p6m)6,3｜、333(p3)33｜、632(p6m)6,3｜632(p6)6,3+

考克斯特符号｜node_1｜node_1｜node_1

康威多面体符号｜H｜tH｜teH｜t6daH｜t6dateH｜t6dsH

其中三色正六边形镶嵌是一个由三阶全序多胞形产生的镶嵌。

## 相关半正镶嵌

正六边形镶嵌可以通过截角操作得到一系列与之相关的半正镶嵌，其与正六边形镶嵌拥有相似的对称性：

正六边形镶嵌在拓扑上与一系列一直延伸到双曲镶嵌的顶点图为n3的（广义）多面体相关：

（三阶）正六边形镶嵌在拓扑上与一系列面为正六边形的密铺相关联，这些镶嵌都可称之为“正六边形镶嵌”，所以我们以“n 阶”来区分，其施莱夫利符号为{6,n}，考克斯特符号node_1，一直到n = ∞：

这个镶嵌还是一系列有考克斯特对称群n,3对称性的（半）截角菱形多面体或镶嵌的一员。立方体可以被看作是“菱形六面体”，这里菱形就是正方形。它们的截角形在原顶点处有正的多边形，而原来的菱形面则被截成了非正六边形。这一系列多面体或镶嵌有两种顶点图：(n.6.6)和(6,6,6)。

多面体｜欧氏镶嵌｜双曲镶嵌

3,3｜4,3｜5,3｜6,3｜7,3｜8,3

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立方体｜

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菱形十二面体｜

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菱形三十面体｜

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菱形镶嵌｜

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倒角四面体｜

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倒角立方体｜

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倒角十二面体｜

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正六边形镶嵌

正六边形镶嵌亦可被看作延长菱形镶嵌，菱形镶嵌的每一个顶点都被延长成了新的棱。这类似于三维空间中的菱形十二面体堆砌和菱形六角化十二面体堆砌之间的关系。

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菱形镶嵌｜

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正六边形镶嵌｜

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利用这一关系的栅栏

## 基于正六边形镶嵌和正三角形镶嵌的Wythoff构建

就像半正多面体一样，这里也有8个基于正六边形镶嵌（和正三角形镶嵌）的半正镶嵌。在以下的图片中，原有面对应的面被涂成了红色，原有顶点所对应的面被涂成了黄色，原有棱对应的面被涂成了蓝色。这8个半正镶嵌中，只有7个是拓扑上相异的。（截顶正三角形镶嵌与正六边形镶嵌在拓扑上相同）

对称性: 6,3, (、632)｜6,3+(632)｜1+,6,3(、333)｜6,3+(3、3)

{6,3}｜t{6,3}｜r{6,3}r{33}｜t{3,6}t{33}｜{3,6}{33}｜rr{6,3}s2{6,3}｜tr{6,3}｜sr{6,3}｜h{6,3}{33}｜h2{6,3}r{33}｜s{3,6}s{33}

node_1｜node_1｜node｜node｜node｜node_1｜node_1｜node_h｜node

node_h0= branch_11｜node_h0= branch_11｜node_h0= branch｜node_1｜node_h1 =branch_10ru or branch_01rd｜node_h1 =branch_10ru or branch_01rd｜node_h0= branch_hh

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半正对偶

V63｜V3.122｜V(3.6)2｜V63｜V36｜V3.4.12.4｜V.4.6.12｜V34.6｜V36｜V(3.6)2｜V36

node_f1｜node_f1｜node｜node｜node｜node_f1｜node_f1｜node_fh｜node_fh｜node_fh｜node

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三角形对称性｜拓展对称性｜拓展符号｜拓展阶｜堆砌符号

a1｜33｜node｜×1｜(None)

i2｜= 6,3｜node_c1= node_c1｜×2｜node_1 1, node 2

r6｜333= 6,3｜node_c1= node_c1｜×6｜node_1 3, node_h (1)

## 拓扑相同的镶嵌

正六边形镶嵌是有着{6,3}拓扑的一种特殊的正的镶嵌，而实际上，这里有12种类型的非正但是面全同且顶点全同的六边形镶嵌，前7种可以被认为是没有边对边正好对上的四边形镶嵌，也可被认为是有两对共线边的六边形镶嵌。这里的“对称性”假定所有的面都是相同的。

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- 平行四边形p2对称

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- 平行四边形pmg对称

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- 平行四边形pgg对称

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- 矩形pgg对称

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- 梯形pmg对称

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- 矩形pgg对称

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- 矩形cmm对称

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- 六边形p2对称

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- 六边形pgg对称

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- 六边形pmg对称

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- 展长六边形cmm对称

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- 正六边形p6m对称

正六边形镶嵌也可被变形为一种手征性的四填充色三向同性的编织图案。其中部分正六边形被扭曲成了平行四边形。这一图案有着旋转632 (p6) 对称性。

正六边形｜六边形编织

p6m (、632)｜p6 (632)

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## 应用

正六边形镶嵌是二维空间最密的排列方式。在蜂窝猜想中，正六边形镶嵌是使用最少的总周长将该表面划分成面积相等的区域的最佳方法。最佳的三维结构由开尔文勋爵（Lord Kelvin）提出，他认为，开尔文结构(体心立方晶格)是最佳的结构（最佳结构可能出现于肥皂泡）。然而，一个更加不对称的韦尔—费伦结构要比它好一些。

## 基本资料

- 类型：正镶嵌
- Coxeter_diagram：node_1、node
- 顶点图：6.6.6 (or 63)
- Vertice_configuration：63
- 施莱夫利符号：{6,3}、t0,1{3,6}

- 康威表示法：H
- 对称群：p6m, 6,3, (*632)
- 双处理器芯片组：正三角形镶嵌
- 旋转对称群：p6, 6,3+, (632)
- 二面角：180度(平角)