<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Современная математика. Фундаментальные направления</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2413-3639</issn><issn publication-format="electronic">2949-0618</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">25858</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.22363/2413-3639-2020-66-4-558-679</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Volumes of Polyhedra in Non-Euclidean Spaces of Constant Curvature</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Объемы многогранников в неевклидовых пространствах постоянной кривизны</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Krasnov</surname><given-names>V. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Краснов</surname><given-names>В. А.</given-names></name></name-alternatives><email>krasnov_va@rudn.university</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Российский университет дружбы народов</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2020-12-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>12</month><year>2020</year></pub-date><volume>66</volume><issue>4</issue><issue-title xml:lang="en">Algebra, Geometry, and Topology</issue-title><issue-title xml:lang="ru">Алгебра, геометрия и топология</issue-title><fpage>558</fpage><lpage>679</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2021-03-09"><day>09</day><month>03</month><year>2021</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2021, Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2021, Современная математика. Фундаментальные направления</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Современная математика. Фундаментальные направления</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.en</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.rudn.ru/CMFD/article/view/25858">https://journals.rudn.ru/CMFD/article/view/25858</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Computation of the volumes of polyhedra is a classical geometry problem known since ancient mathematics and preserving its importance until present time. Deriving volume formulas for 3-dimensional non-Euclidean polyhedra of a given combinatorial type is a very difficult problem. Nowadays, it is fully solved for a tetrahedron, the most simple polyhedron in the combinatorial sense. However, it is well known that for a polyhedron of a special type its volume formula becomes much simpler. This fact was noted by Lobachevsky who found the volume of the so-called ideal tetrahedron in hyperbolic space (all vertices of this tetrahedron are on the absolute).In this survey, we present main results on volumes of arbitrary non-Euclidean tetrahedra and polyhedra of special types (both tetrahedra and polyhedra of more complex combinatorial structure) in 3-dimensional spherical and hyperbolic spaces of constant curvature <italic>K</italic> = 1 and <italic>K</italic> = -1, respectively. Moreover, we consider the new method by Sabitov for computation of volumes in hyperbolic space (described by the Poincare´ model in upper half-space). This method allows one to derive explicit volume formulas for polyhedra of arbitrary dimension in terms of coordinates of vertices. Considering main volume formulas for non-Euclidean polyhedra, we will give proofs (or sketches of proofs) for them. This will help the reader to get an idea of basic methods for computation of volumes of bodies in non-Euclidean spaces of constant curvature.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Вычисление объемов многогранников является классической задачей геометрии, известной со времен античной математики и не потерявшей актуальность в настоящее время. Проблема получения формул объемов трехмерных неевклидовых многогранников заданного комбинаторного типа весьма сложна. В настоящее время она полностью решена для самого простого с комбинаторной точки зрения многогранника - тетраэдра. Однако известно, что в случае многогранника специального вида формула для его объема заметно упрощается. Этот факт заметил еще Н. И. Лобачевский, который нашел объем так называемого идеального тетраэдра в гиперболическом пространстве (все вершины данного тетраэдра находятся на абсолюте). В настоящем обзоре будут представлены основные результаты об объемах произвольных неевклидовых тетраэдров, а также многогранников специального вида (как тетраэдров, так и многогранников, имеющих более сложное комбинаторное строение) в трехмерном сферическом и гиперболическом пространствах постоянной кривизны <italic>K</italic> = 1 и <italic>K</italic> = -1 соответственно. Кроме того, мы изложим новый метод И. Х. Сабитова вычисления объемов тел в гиперболическом пространстве (заданном моделью Пуанкаре в верхнем полупространстве), который позволяет получать явные формулы для объемов многогранников произвольной размерности через координаты вершин. При этом, наряду с обзором основных формул для объемов неевклидовых многогранников, мы будем приводить доказательства (или наброски доказательств) данных формул. Это поможет сформировать у читателя представление об основных методах вычисления объемов тел в неевклидовых пространствах постоянной кривизны.</p></trans-abstract><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В. К решению проблемы Зейделя об объемах гиперболических тетраэдров// Сиб. электрон. мат. изв. - 2009. - 6. - С. 211-218.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В. Проблема Зейделя об объеме неевклидового тетраэдра// Докл. РАН. - 2010. - 435, № 1. - С. 7-10.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В., Байгонакова Г. А. Гиперболический октаэдр с mmm-симметрией// Сиб. мат. ж. - 2013. - 10. - С. 123-140.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В., Выонг Хыу Б. Объем гиперболического тетраэдра с группой симметрии S4// Тр. ИММ УрО РАН. - 2017. - 23, № 4. - С. 2-17.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В., Годой-Молина М., Медных А. Д. Об объеме сферического октаэдра с симметриями// Соврем. мат. и ее прилож. - 2008. - 60.- С. 3-12.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В., Кудина Е. С., Медных А. Д. Об объеме гиперболического октаэдра, допускающего ¯3-симметрию// Тр. МИАН. - 2015. - 288.- С. 7-15.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Абросимов Н. В., Кудина Е. С., Медных А. Д. Объем гиперболического гексаэдра, допускающего ¯3- симметрию// Сиб. электрон. мат. изв. - 2016. - 13. - С. 1150-1158.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Андреев Е. М. О выпуклых многогранниках в пространствах Лобачевского// Мат. сб. - 1970. - 81.- С. 445-478.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Андреев Е. М. О выпуклых многогранниках конечного объема в пространстве Лобачевского// Мат. сб. - 1970. - 83. - С. 256-260.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Алексеевский Д. В., Винберг Э. Б., Солодовников А. С. Геометрия пространств постоянной кривизны// Итоги науки и техн. Соврем. пробл. мат. Фундам. направл. - 1988. - 29. - С. 1-146.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Байгонакова Г. А., Годой-Молина М., Медных А. Д. О геометрических свойствах гиперболического октаэдра, обладающего mmm-симметрией// Вестн. Кемеровского гос. ун-та. - 2011. - 47, № 3/1. - С. 13-18.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Бухштабер В. М., Ероховец Н. Ю., Масуда М., Панов Т. Е., Пак С. Когомологическая жесткость многообразий, задаваемых трехмерными многогранниками// Усп. мат. наук. - 2017. - 434, № 2. - С. 3-66.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Бухштабер В. М., Панов Т. Е. Торические действия в топологии и комбинаторике. - М.: МЦНМО, 2004.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Веснин А. Ю. Объемы трехмерных гиперболических многообразий Лебелля// Мат. заметки. - 1998. - 64, № 1. - С. 17-23.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Веснин А. Ю. Прямоугольные многогранники и трехмерные гиперболические многообразия// Усп. мат. наук. - 2017. - 434, № 2. - С. 147-190.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Винберг Э. Б. Объемы неевклидовых многогранников// Усп. мат. наук. - 1993. - 290, № 2. - С. 17-46.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Гайфуллин А. А. Вложенные изгибаемые сферические кросс-политопы с непостоянными объемами// Тр. МИАН. - 2015. - 288.- С. 67-94.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Гайфуллин А. А. Аналитическое продолжение объема и гипотеза кузнечных мехов в пространствах Лобачевского// Мат. сб. - 2015. - 206, № 11. - С. 61-112.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Галиулин Р. В., Михалев С. Н., Сабитов И. Х. Некоторые приложения формулы для объема октаэдра// Мат. заметки. - 2004. - 76, № 1. - С. 27-43.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Деревнин Д. А., Медных А. Д. Объем сферического куба Ламберта// Мат. заметки. - 2009. - 86, № 2. - С. 190-201.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Деревнин Д. А., Медных А. Д., Пашкевич М. Г. Объем симметричного тетраэдра в гиперболическом и сферическом пространствах// Сиб. мат. ж. - 2004. - 45, № 5. - С. 1022-1031</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>Колпаков А. А., Медных А. Д., Пашкевич М. Г. Формула объема Z2-симметричного тетраэдра// Сиб. мат. ж. - 2011. - 52, № 3. - С. 577-594.</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>Краснов В. А. Об интегральных формулах объема гиперболических тетраэдров// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2013. - 49. - С. 89-98.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>Краснов В. А. Об объеме гиперболического октаэдра с нетривиальными симметриями// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2013. - 51.- С. 74-86.</mixed-citation></ref><ref id="B25"><label>25.</label><mixed-citation>Краснов В. А. Неевклидовы октаэдры с mm2-симметрией// Мат. заметки. - 2016. - 99,№ 1. - С. 145- 148.</mixed-citation></ref><ref id="B26"><label>26.</label><mixed-citation>Краснов В. А. Об объемах гиперболических симплексов// Мат. заметки. - 2019. - 106, № 6. - С. 866- 880.</mixed-citation></ref><ref id="B27"><label>27.</label><mixed-citation>Краснов В. А. О применении современного доказательства формулы Сфорца к вычислению объемов гиперболических тетраэдров специального вида// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2019. - 65,№ 4. - С. 623-634.</mixed-citation></ref><ref id="B28"><label>28.</label><mixed-citation>Лобачевский Н. И. Воображаемая геометрия// Полн. собр. соч. Т. 3. - M.-Л.: 1949.</mixed-citation></ref><ref id="B29"><label>29.</label><mixed-citation>Петров Ф. В. Вписанные четырёхугольники и трапеции в абсолютной геометрии// В сб.: «Математи- ческое просвещение. 13». - М.: МЦНМО, 2009. - С. 149-154.</mixed-citation></ref><ref id="B30"><label>30.</label><mixed-citation>Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. Элементарные функции. - M.: Наука, 1981.</mixed-citation></ref><ref id="B31"><label>31.</label><mixed-citation>Сабитов И. Х. Объем многогранника как функция его метрики// Фундам. и прикл. мат. - 1996. - 2, № 4. - С. 1235-1246.</mixed-citation></ref><ref id="B32"><label>32.</label><mixed-citation>Сабитов И. Х. Объемы многогранников// В сб.: «Математическое просвещение. 21». - М.: МЦНМО, 2009.</mixed-citation></ref><ref id="B33"><label>33.</label><mixed-citation>Сабитов И. Х. Об одном методе вычисления объемов тел// Сиб. электрон. мат. изв. - 2013. - № 10. - С. 615-626.</mixed-citation></ref><ref id="B34"><label>34.</label><mixed-citation>Сабитов И. Х. Гиперболический тетраэдр: вычисление объема с применением к доказательству фор- мулы Шлефли// Модел. и анализ информ. систем. - 2013. - 20, № 6. - С. 149-161.</mixed-citation></ref><ref id="B35"><label>35.</label><mixed-citation>Соколова Д. Ю. О площади трапеции на плоскости Лобачевского// Сиб. электрон. мат. изв. - 2012. - 9. - С. 256-260.</mixed-citation></ref><ref id="B36"><label>36.</label><mixed-citation>Abrosimov N. V., Mednykh A. D. Volumes of polytopes in spaces of constant curvature// Fields Inst. Commun.- 2014.- 70, № 1. - С. 1-26.</mixed-citation></ref><ref id="B37"><label>37.</label><mixed-citation>Alexandrov V. A. An example of a flexible polyhedron with nonconstant volume in the spherical space// Beitr. Algebra Geom. - 1997. - 38, № 1. - С. 11-18.</mixed-citation></ref><ref id="B38"><label>38.</label><mixed-citation>Bilinski S. Zur Begru¨ ndung der elementaren Inhaltslehre in der hyperbolischen Ebene// Math. Ann. - 1969. - 180. - С. 256-268.</mixed-citation></ref><ref id="B39"><label>39.</label><mixed-citation>Bolyai J. Appendix. The theory of space// В сб.: «Janos Bolyai». - Budapest, 1987.</mixed-citation></ref><ref id="B40"><label>40.</label><mixed-citation>Cho Yu., Kim H. On the volume formula for hyperbolic tetrahedra// Discrete Comput. Geom. - 1999. - 22. - С. 347-366.</mixed-citation></ref><ref id="B41"><label>41.</label><mixed-citation>Connely R., Sabitov I., Walz A. The bellows conjecture// Contrib. Algebra Geom. - 1997. - 38, № 1. - C. 1-10.</mixed-citation></ref><ref id="B42"><label>42.</label><mixed-citation>Coxeter H. S. M. The functions of Schla¨fli and Lobatschefsky// Quarterly J. Math. Oxford. - 1935. - 6.- С. 13-29.</mixed-citation></ref><ref id="B43"><label>43.</label><mixed-citation>Coxeter H. S. M., Greitzer S. L. Geometry Revisited. - Washington: The Mathematical Association of America, 1967.</mixed-citation></ref><ref id="B44"><label>44.</label><mixed-citation>Derevnin D. A., Mednykh A. D. A formula for the volume of hyperbolic tetrahedron// Russ. Math. Surv. - 2005. - 60, № 2. - С. 346-348.</mixed-citation></ref><ref id="B45"><label>45.</label><mixed-citation>Diaz R. A characterization of Gram matrices of polytopes// Discrete Comput. Geom. - 1999. - 21,№ 4. - С. 581-601.</mixed-citation></ref><ref id="B46"><label>46.</label><mixed-citation>Dickinson W., Salmassi M. The right right triangle on the sphere// College Math. J. - 2008. - 39,№ 1. - С. 24-33.</mixed-citation></ref><ref id="B47"><label>47.</label><mixed-citation>Gaifullin A. A. Sabitov polynomials for polyhedra in four dimensions// Adv. Math. - 2014. - 252.- С. 586-611.</mixed-citation></ref><ref id="B48"><label>48.</label><mixed-citation>Gaifullin A. A. Generalization of Sabitov’s theorem to polyhedra of arbitrary dimensions// Discrete Comput. Geom. - 2014. - 52, № 2. - С. 195-220.</mixed-citation></ref><ref id="B49"><label>49.</label><mixed-citation>Gaifullin A. A. The bellows conjecture for small flexible polyhedra in non-Euclidean spaces// Mosc. Math. J. - 2017. - 17, № 2. - С. 269-290.</mixed-citation></ref><ref id="B50"><label>50.</label><mixed-citation>Guo R., So¨nmez N. Cyclic polygons in classical geometry// C. R. Acad. Bulgare Sci. - 2011. - 64,№ 2. - С. 185-194.</mixed-citation></ref><ref id="B51"><label>51.</label><mixed-citation>Kellerhals R. On the volume of hyperbolic polyhedra// Math. Ann. - 1989. - 285, № 4. - С. 541-569.</mixed-citation></ref><ref id="B52"><label>52.</label><mixed-citation>Kneser H. Der Simplexinhalt in der nichteuklidischen Geometrie// Deutsche Math. - 1936. - 1. - С. 337- 340.</mixed-citation></ref><ref id="B53"><label>53.</label><mixed-citation>MClelland J. W., Preston T. A Treatise on Spherical Trigonometry with Application to Spherical Geometry and Numerous Examples. Part II. - London: Macmillian and Co., 1886.</mixed-citation></ref><ref id="B54"><label>54.</label><mixed-citation>Mednykh A. D. Brahmagupta formula for cyclic quadrilaterals in the hyperbolic plane// Сиб. электрон. мат. изв. - 2012. - 9. - С. 247-255</mixed-citation></ref><ref id="B55"><label>55.</label><mixed-citation>Milnor J. Hyperbolic geometry: the first 150 years// Bull. Am. Math. Soc. - 1982. - 6, № 1. - С. 307-332.</mixed-citation></ref><ref id="B56"><label>56.</label><mixed-citation>Mohanty Y. The Regge symmetry is a scissors congruence in hyperbolic space// Algebr. Geom. Topol. - 2003. - 3.- С. 1-31.</mixed-citation></ref><ref id="B57"><label>57.</label><mixed-citation>Murakami J. The volume formulas for a spherical tetrahedron// Acta Math. Vietnam. - 2018. - 33,№ 3. - С. 219-253.</mixed-citation></ref><ref id="B58"><label>58.</label><mixed-citation>Murakami J., Ushijima A. A volume formula for hyperbolic tetrahedra in terms of edge lengths// J. Geom. - 2005. - 83, № 1-2. - С. 153-163.</mixed-citation></ref><ref id="B59"><label>59.</label><mixed-citation>Murakami J., Yano M. On the volume of a hyperbolic and spherical tetrahedron// Commun. Anal. Geom. - 2005. - 13. - С. 379-400.</mixed-citation></ref><ref id="B60"><label>60.</label><mixed-citation>Murakami H., Yokota Y. Volume Conjecture for Knots. - Singapore: Springer, 2018.</mixed-citation></ref><ref id="B61"><label>61.</label><mixed-citation>Schla¨ fli L. Theorie der vielfachen Kontinuita¨t// В сб.: «Gesammelte mathematische Abhandlungen». - Basel: Birkha¨user, 1950</mixed-citation></ref><ref id="B62"><label>62.</label><mixed-citation>Sforza G. Spazi metrico-proiettivi// Ric. Esten. Different. Ser. - 1906. - 8, № 3. - C. 3-66</mixed-citation></ref><ref id="B63"><label>63.</label><mixed-citation>Thurston W. Three-dimensional manifold, Kleinian groups and hyperbolic geometry// Bull. Am. Math. Soc. (N.S.). - 1982. - 6, № 3. - С. 357-381</mixed-citation></ref><ref id="B64"><label>64.</label><mixed-citation>Ushijima A. A volume formula for generalized hyperbolic tetrahedra// Non-Euclid. Geom. - 2006. - 581. - С. 249-265</mixed-citation></ref><ref id="B65"><label>65.</label><mixed-citation>Valentine J. E. An analogue of Ptolemy’s theorem and its converse in hyperbolic geometry// Pacific J. Math. - 1970. - 34. - С. 817-825</mixed-citation></ref><ref id="B66"><label>66.</label><mixed-citation>Wimmer L. Cyclic polygons in non-Euclidean geometry// Elem. Math. - 2011. - 66. - С. 74-82</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
