■n次元の立方体と直角三角錐(その118)

【1】これまで

 これまでの経過をまとめておきたい.最終的に

  置換多面体の場合・・・Nk^(n)=n+1Ck+1

  正軸体版の場合・・・・Nk^(n)=2^(k+1)nCk+1

として,

  fk^(n)=Σ(j=0~k)Nj^(n)f(k-j)^(n-1ーj)   (k≦n−2)

ときれいな形にまとまった.また,fn^(n)=1とすれば(k≦n−1)とすることもできる.もちろん,立方体版ではこの双対をとって

  立方体版の場合・・・・Nk^(n)=2^(n-k)nCk

  fk^(n)=Σ(j=0~k)Nj^(n)f(k-j)^(n-1ーj)   (k≦n−1)

が成り立つ.

 先人達も苦心した難題はこれで完結.次は空間充填2^n+2n面体の番である.わかっているのは

 2次元:(f0,f1)=(4,4)

 3次元:(f0,f1,f2)=(24,36,14)=切頂八面体

 4次元:(f0,f1,f2,f3)=(24,96,96,24)=正24細胞体の3つだけであり,また,nのパリティー(奇数か偶数か)によって違いを生ずるということである.すなわち,nが偶数か奇数かのケースにわける必要がある.また,f1=n/2・f0も成り立たないから単純多面体ではないし,置換多面体にみられた逐次構造も有していないようである.

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 空間充填2^n+2n面体は

[1]n次元立方体を超平面:x1+・・・+xn=n/2で切頂する

あるいは

[2]n次元正軸体を超平面:x1=2/nで切頂する

ことによって得られることから,その面数公式について,

[1]正軸体の面数公式・・・・Nk^(n)=2^(k+1)nCk+1

   立方体の面数公式・・・・Nk^(n)=2^(n-k)nCk

を組み合わせたものになること

[2]nのパリティー(奇数か偶数か)によって違いを生ずるため,nが偶数か奇数かのケースにわける必要がある

[3]f1=n/2・f0も成り立たないから単純多面体ではないし,置換多面体にみられた逐次構造も有していないようである

と予想されるが,本当だろうか?

 実際やってみると一筋縄ではいかない問題であることがわかる.頂点数,辺数までは個別にうまく計算できたものの2次元面数公式でゆきづまった.n≧4では数種類の図形が現れて,複雑に絡み合うのが原因である.

[1]正軸体の面数公式・・・・Nk^(n)=2^(k+1)nCk+1

   立方体の面数公式・・・・Nk^(n)=2^(n-k)nCk

を組み合わせたものになればわかりやすのだが・・・

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【2】これから

 「5次元正軸体を切った図形では切頂四面体と正八面体で囲まれた4次元の胞が表面になる.6次元の正軸体の場合,正四面体と正八面体になる.」という点で,一松信先生と意見が一致した.

 5次元では切頂四面体x個と正八面体y個が点Pに隣接していることが確かめられれば

  f3=(x/12+y/6)・f0

6次元では正四面体x個と正八面体y個が点Pに隣接していることが確かめられれば

  f3=(x/4+y/6)・f0

となる.

 (その111)は間違いということになるのだが,もう一押ししてみることにしたい.

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