整理三维空间内4点的209个结构

4点的209个结构按照旋转对称的关系可分成73组

如1,72,177为一组,

z

y

x

z

y

x

1

72

177

1

2

10

93

4

*

4

74

39

2

*

3

73

179

5

*

5

76

178

3

*

6

75

133

6

7

77

180

7

8

8

89

34

9

11

95

35

*

35

91

40

9

*

12

12

97

41

13

13

13

13

14

16

36

14

15

19

94

25

*

25

80

42

15

*

17

17

90

37

18

20

96

38

*

38

92

43

18

*

21

21

98

44

22

78

186

45

*

45

111

181

22

*

23

23

113

49

24

79

188

50

*

50

115

182

24

*

26

83

146

26

27

86

183

27

28

81

136

46

*

46

101

134

28

*

29

84

59

47

*

47

56

104

29

*

30

87

187

48

*

48

112

184

30

*

31

82

139

51

*

51

108

135

31

*

32

85

166

52

*

52

114

156

32

*

33

88

189

53

*

53

116

185

33

*

54

99

129

54

55

102

137

55

57

100

131

60

*

60

106

130

57

*

58

103

140

61

*

61

109

138

58

*

62

105

124

62

63

107

132

63

64

110

141

64

65

117

190

65

66

66

119

68

67

118

192

69

*

69

121

191

67

*

70

120

173

70

71

122

193

71

123

123

205

194

125

125

151

147

126

127

199

157

*

157

169

195

126

*

128

128

206

196

142

142

142

142

143

144

148

143

145

145

150

149

152

152

152

152

153

164

197

153

154

154

167

158

155

165

200

159

*

159

170

198

155

*

160

160

160

160

161

161

168

162

163

171

201

163

172

172

207

202

174

175

203

174

176

176

208

204

209

209

209

209

1绕z轴旋转得到72,1绕y轴旋转得到177,1绕x轴旋转得到本身

72绕z轴旋转得到1,72绕y轴旋转得到本身,72绕x轴旋转得到177

177绕z轴旋转得到本身,177绕y轴旋转得到1,177绕x轴旋转得到72

z

y

x

1

72

177

1

72

1

72

177

177

177

1

72

所以1,72,177可用这种绕轴旋转的操作相互变换,像这样的结构共有73组。

第二种2,10,93,4,74,39这6个结构绕x,y,z轴旋转都不能得到本身,但这6个结构可以通过1个结构多次旋转得到

z

y

x

2

10

93

4

10

2

74

39

93

39

2

74

4

74

39

2

74

4

10

93

39

93

4

10

这样的结构有18组

还有5个结构相对旋转天然稳定13,142,152,160,209

所以三维空间中的4个点只有209种相对位置关系,无论他们如何运动。

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