Это поможет нам определить "квадрат"?
Да. Квадрат - четырехугольник (его можно определить в любом пространстве) с равными сторонами, такой, что группа изометрий пространства, переводящих его в себя, изоморфна группе Диэдра.
Но впрочем после вопроса выше я задумался и понял, что зря завел разговор об изометриях пространства :) В частности,
эта штука не инвариантна относительно изометрий
вранье.
Увы, у

(и вообще у всех

при

) слишком мало изометрий.
https://mathoverflow.net/a/403100/11507 пишут, что все сюръективные линейные изометрии

при

- это перестановки координат и домножене их на корень из единицы. Ну и для

это даже попроще, потому что на единичной сфере есть не-экстремальные (внутренние для отрезка целиком содержащегося в единичной сфере) точки.
Я не очень понимаю, зачем тут ограничение на сюръективность (вроде же изометрия биективна по определению?). И понятно сдвигом можно добиться чтобы

переходил в себя. Умножение на скаляр тоже автоматически сохраняется. Остался вопрос - существуют ли изометрии

(или хоть какого-то банахова пространства), не сохраняющие сумму.
-- 15.01.2026, 11:00 --определю квадрат как четырёхугольник, у которого равны стороны и равны диагонали
Я надеялся ссылкой на группу Диэдра определить правильные

-угольники. Но, видимо, не получится.