■n次元の立方体と直角三角錐(その111)

 空間充填2^n+2n面体のn=5のファセットには頂点数30,切頂面には頂点数48の図形,n=6のファセットには頂点数20,切頂面には頂点数40の図形ができる.

 格子空間で(x,x,x/2,0,0)の置換を考えると1辺の長さはx/2・√2,(x,x,x,0,0,0)では1辺の長さはx/2・√2になるから,それらは正単体・正軸体を基本形とすることがわかる.実際,それぞれの3(2)次元胞は,

[1]切頂八面体(正六角形)

[2]正24胞体(正八面体)

[3]42胞体(切頂四面体)

[4]76胞体(正四面体)

となる.

 今回のコラムでは,空間充填2^n+2n面体のf3公式を求めてみたいと思う.

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[1]n=5のとき

 5次元正軸体の2次元面の中心と辺の中点の間を通る場合,42胞体になるが,その3次元胞は正八面体と切頂四面体(頂点数12)で囲まれる図形である.

 P3−P−P5とP4−P−P6でcosθ=0となるが,実際に正方形面を作るのではなく,切頂面にできる正八面体の赤道となる.したがって,点Pは5枚の正三角形と8枚の正六角形で取り囲まれることになるから,点Pの周りに集まる3次元面は正八面体(頂点数6)1個と切頂四面体(頂点数12)4個である.

  f3=(1/6+4/12)・f0=f0/2

 f0=240,f1=3f0,f2=3f0,f3=7f0/6であれば,オイラー・ポアンカレの公式を一応満たすことになるのだが・・・.

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[2]n=6のとき

 6次元正軸体の2次元面の中心を通る場合,76胞体になるが,その3次元面は正八面体と正四面体で囲まれる図形である.

 この場合も実際に正方形面や正六角形面を作るのではなく,したがって,点Pは54枚の正三角形で取り囲まれることになるが,三角形ばかりでどのように正八面体(頂点数6)と正四面体(頂点数4)に振り分けられるのか,よくわからない.Pi−P−Pjの組み合わせが156もあるから仕方ないだろう.

 仮に,240胞あるから正四面体は240と逆算することはできるが,cosθ=−1/2が81組あるから正八面体は81/2とするのは無理と思われる.

  f3=(6/4+(81/2)/6)・f0

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