Wielościan - bryła geometryczna ograniczona przez tak zwaną powierzchnię wielościenną, czyli utworzoną z wielokątów o rozłącznych wnętrzach, i każdym boku wspólnym dla dwóch wielokątów.
Wielokąty te nazywają się ścianami wielościanu. Ich boki to krawędzie wielościanu, a wierzchołki to wierzchołki wielościanu.
Pojęcie wielościanu można uogólnić na dowolne przestrzenie liniowe - badaniem własności wielościanów zajmuje się topologia algebraiczna. Wielościan to wówczas zbiór o jednospójnym wnętrzu będący sumą jednego lub większej liczby simpleksów. Dla przestrzeni R
3 jest to definicja równoważna podanej wcześniej. Dla przestrzeni R
2 s.prowadza się ona do definicji wielokąta
Jeśli wszystkie ściany wielościanu są wielokątami foremnymi (niekoniecznie przystającymi) a wierzchołki są przystające, wówczas takie wielościany nazywać będziemy
wielokątami jednorodnymi (w jęz. ang. uniform polyhedra). Dla lepszego porozumiewania sie wielościany przyjęto oznaczać
symbolami Schläfiego, a w ostatnich czasach również
symbolami Wythofa.Wielościany, których wszystkie ściany są wielokątami foremnymi przystającymi do siebie a naroża są foremnymi kątami bryłowymi nazywamy
wielościanamiforemnymi(w jęz. ang. regular polyhedra). Oczywiście wielościany foremne są również jednorodne. Znanych jest 18 wypukłych wielościanów jednorodnych, mianowicie
5 wielościanów platońskich i
13 wielościanów archimedesowskich.
Istnieją również dwie rodziny wielościanów zwanych
pryzmami i
antypryzmami. Powstają one na bazie dwóch równoległych ścian będących n-kątem foremnym przez połączenie ich wierzchołków krawędziami. Takie bryły można tworzyć w nieskończoność. Każda bryła istnieje dla dowolnego foremnego n-kąta (n=3,4,...). Jako ich reprezentantów przyjmijmy n = 5 (pryzma pięciokątna i antypryzma pięciokątna). To zwiększa ilość wielościanów jednolitych do dwudziestu. Jeśli odrzucimy warunek wypukłości wielościanów, wówczas możemy otrzymać więcej wielościanów jednolitych. Po pierwsze, ich ściany nie muszą być już wielokątami wypukłymi. Zamiast np. pięciokąta foremnego możemy przyjąć pięciokątną gwiazdę (pentagram). Tym sposobem do naszych wielościanów dodamy jeszcze
4 wielościany Keplera-Poinsota.
Następna klasa wielościanów to
wielościany ścięte (z angielskiego truncated). Powstają one z wielościanów foremnych przez obcięcie płaszczyzną ich naroży. Tym sposobem w ich narożach powstają wielokąty foremne, nadając wielościanowi ponownie charakter jednolitości. Ilość krawędzi w ścianie wielokąta ściętego jest dwukrotnie większa, niż ilość krawędzi ściany wielościanu bazowego, z którego powstał.Jeśli płaszczyzny przecięć stykają się ze sobą w środku każdej krawędzi, wówczas ściany nowoutworzonego wielościanu jednostajnego są tego samego rodzaju, co ściany wielościanu bazowego. Gdy przykładowo odetniemy naroża sześcianu do połowy jego krawędzi, to ścięcia będą trójkątami równobocznymi, ale pozostałe ściany dalej będą kwadratami.W ten sposób z brył platońskich można tworzyć bryły archimedesowskie. Jeśli dwunastościan foremny obetniemy płaszczyznami stykającymi się w środkach jego krawędzi, to powstanie wielościan, którego ściany są pięciokątami foremnymi (jest ich 12) i pięciokątami gwiazdowymi (pentagramami) (jest ich też 12) i dlatego bryła ta nazywa się
dwunastodwunastościanem. Podobnie można obcinać naroża wielościanów Keplera- Poinsota. Jeśli zetniemy płaszczyznami do środka krawędzi dwudziestościan wielki lub mały dwunastościan gwiaździsty, to otrzymamy tę samą bryłę - dwudziestodwunastościan wielki. Podobnie z dwunastościanu wielkiego i wielkiego dwunastościanu gwiaździstego można utworzyć dwunastodwunastościan.