■n次元の立方体と直角三角錐(その52)

【1】3次元多面体と形状ベクトル

立方体の切頂

[0]立方体{3,4}(0,0,1)

[1]辺心に達するまで:切頂六面体{3,4}(0,1,1)

[2]辺心      :立方八面体{3,4}(0,1,0)

[3]辺心から面心の間:切頂八面体の形{3,4}(1,1,0)

[4]面心      :正八面体{3,4}(1,0,0)

[1−3]は14面体であるが,2^3+2・3=14として計算される.

立方体の切頂・切稜

小菱形立方八面体{3,4}(1,0,1)

大菱形立方八面体{3,4}(1,1,1)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

正四面体の切頂

[0]正四面体{3,3}(1,0,0)

[1]辺心に達するまで:切頂四面体{3,3}(1,1,0)

[2]辺心      :正八面体{3,3}(0,1,0)

[3]辺心から面心の間:切頂四面体の形{3,3}(1,1,0)

[4]面心      :正四面体{3,3}(1,0,0)

[1−3]は8面体であるが,2(3+1)=8として計算される.

正四面体の切頂・切稜

立方八面体{3,3}(1,0,1)

切頂八面体{3,3}(1,1,1)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

正十二面体

[0]正十二体{3,5}(0,0,1)

[1]辺心に達するまで:切頂十二面体{3,5}(0,1,1)

[2]辺心      :12・20面体{3,5}(0,1,0)

[3]辺心から面心の間:切頂二十面体の形{3,5}(1,1,0)

[4]面心      :正二十面体{3,5}(1,0,0)

[1−3]は32面体であるが,12+20=32として計算される.

正十二面体の切頂・切稜

小菱形12・20面体{3,5}(1,0,1)

大菱形12・20面体{3,5}(1,1,1)

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【2】4次元多面体と形状ベクトル

4次元の超立方体の切頂については

[0]4次元の超立方体 :正8胞体{3,3,4}(0,0,0,1)

[0−1]       :24胞体{3,3,4}(0,0,1,1)

[1]辺の中点を通る場合:立方八面体と正四面体で囲まれる24胞体{3,3,4}(0,0,1,0)

[1−2]       :24胞体{3,3,4}(0,1,1,0)

[2]面の中心を通る場合:正24胞体{3,3,4}(0,1,0,0)

[2−3]       :24胞体{3,3,4}(1,1,0,0)

[3]胞の中心を通る場合:正16胞体{3,3,4}(1,0,0,0)

[0][3]以外は24胞体であるが,2^4+2・4=24として計算される.

正8胞体の切頂・切稜・切面

48胞体(1,0,1,0)(1,1,1,0)

56胞体(0,1,0,1)(0,1,1,1)

80胞体(1,0,0,1)(1,1,0,1)(1,0,1,1)(1,1,1,1)

 4次元の場合も3次元と同様に追ってゆけば概略の形が見当つくが,中間の形は大変に複雑なものになる.たとえば,4次元の超立方体の場合,面の中心を通るような切断では全体として正24胞体ができる.その中間では正16胞体や正24胞体を切断(必ずしも切頂でなく,場合によっては胞に平行に切った形など)した形が現れるようである.

 [2]と[3]の中間に48胞体{3,3,4}(1,1,1,0)があるわけではない.いずれにせよ,基本単体の切半体からその形を構成するにはかなりの洞察力がいるようだ.

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4次元の正単体の切頂については

[0]4次元の正単体  :正5胞体{3,3,3}(1,0,0,0)

[0−1]       :10胞体{3,3,3}(1,1,0,0)

[1]辺の中点を通る場合:10胞体{3,3,3}(0,1,0,0)

[1−2]       :10胞体{3,3,3}(0,1,1,0)

[2]面の中心を通る場合:10胞体{3,3,3}(0,0,1,0)

[2−3]       :10胞体{3,3,3}(0,0,1,1)

[3]胞の中心を通る場合:正5胞体{3,3,3}(0,0,0,1)

[0][3]以外は10胞体であるが,2(4+1)=10として計算される.

正5胞体の切頂・切稜・切面

20胞体(1,0,1,0)(1,1,1,0)

30胞体(1,0,0,1)(1,1,0,1)(1,1,1,1)

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