■n次元の立方体と直角三角錐

 私が探していたものは「n次元切頂八面体の座標データ」であるが,石井源久先生より,私が陥った4次元図形の落とし穴についてご指摘を頂戴した.

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【1】準正多胞体によるn次元空間充填

 『準正多胞体による4次元空間充填には

(1)3次元の六角柱とケルビン立体を組み合わせたケルビン立体の4次元版である正5胞体系(1111)

(2)3次元の立方体とケルビン立体を組み合わせた正16胞体・8胞体系(1110)

がある.

 どちらも空間充填図形ながら両者は異なる多胞体である.ただし,3次元の場合のみ同じ切頂八面体を回転させた形状になる.すなわち,両者は3次元の場合は一致するが,4次元以上の場合は一致しない』とのこと.

 後者は正八面体を胞とする正24胞体の切頂型と一致するところから,まさにn次元切頂八面体というべきものである.後者でもってn次元空間を充填させるためには,n次元の立方体を混在させなければならないので,ここに4次元図形がもっている3次元人用の落とし穴か見られるというわけである.

[補]3次元で説明すると正4面体の系列,正8面体・正6面体の系列,正20面体・正12面体の系列の3種類,4次元の場合は正5胞体の系列,正16胞体・正8胞体の系列,正24胞体の系列,正600胞体・正120胞体の系列の4つの系列,5次元以上については正n+1胞体の系列,正2^n胞体・正2n胞体の2つの系列がある.ここで問題としているのは正n+1胞体の系列,正2^n胞体・正2n胞体の2つである.

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【2】雑感

 3次元の六角柱とケルビン立体を組み合わせたケルビン立体の4次元版である正n+1胞体(1111)系ではなく,3次元の立方体とケルビン立体を組み合わせた正2^n胞体(1110)系を用いることによって,n次元空間充填図形の元素の形を正しく求めやすくなったといえる.六角柱が立方体に変わったこともかえって好都合である.石井先生から頂いた(1110)系のデータを見ると,4次元切頂八面体の頂点はすべて超平面x1+・・・+x4=2上に載っていることも確認された.

 問題は(1110)系が平行多面体の定義を満たしていないということである.すなわち(その6)(その7)で求めた形はn次元空間充填図形の元素とはなるが,平行多面体の元素とはならないのである.

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