■n次元の立方体と直角三角錐(その130)

 2(2^n−1)胞体,3^n−1胞体の面数公式は

  2(2^n−1)胞体の場合・・・Nk^(n)=n+1Ck+1

  3^n−1胞体の場合・・・・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められる.

 (その127)(その128)をこれらの結果と比較して一致するかどうかを調べるために,これをf0^(n)の関数として表すことにしよう.

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[1]2(2^n−1)胞体の場合

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

  f0^(n)=(n+1)!=f0

  f1^(n)=n/2・f0

より

  fk^(n)=f0Σ(j=0~k)f(k-j)^(n-1ーj)/(k+1)!(n−k)!

  f1^(n)=f0/2!(n−1)!Σ(j=0~1)f(1-j)^(n-1ーj)

=f0/2!(n−1)!・(f1^(n-1)+f0^(n-2))

=f0/2!(n−1)!・((n−1)/2・n!+(n−1)!)

=f0・(n(n−1)/4+1/2)

  f2^(n)=f0Σ(j=0~2)f(2-j)^(n-1ーj)/3!(n−2)!

=f0/3!(n−2)!・(f2^(n-1)+f1^(n-2)+f0^(n-3))

=f0/3!(n−2)!・(f2^(n-1)+(n−2)/2・(n−1)!+(n−2)!)

=f0・(f2^(n-1)/6(n−2)!+(n−1)(n−2)/12+1/6)

なる漸化式に帰着される.

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[2]3^n−1胞体の場合

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

  f0^(n)=2^n・n!=f0

  f1^(n)=n/2・f0

より

  fk^(n)=f0Σ(j=0~k)f(k-j)^(n-1ーj)2^(k+1-n)/2(k+1)!(n−k−1)!

  f1^(n)=f0・2^(2-n)/2!(n−2)!Σ(j=0~1)f(1-j)^(n-1ーj)

=f0・2^(2-n)/2!(n−2)!・(f1^(n-1)+f0^(n-2))

=f0・2^(2-n)/2!(n−2)!・((n−1)/2・2^(n-1)(n−1)!+2^(n-2)(n−2)!)

=f0・((n−1)^2/2+1/2)

  f2^(n)=f0・2^(3-n)/3!(n−3)!Σ(j=0~2)f(2-j)^(n-1ーj)

=f0・2^(3-n)/3!(n−3)!・(f2^(n-1)+f1^(n-2)+f0^(n-3))

=f0/3!(n−3)!・(f2^(n-1)+(n−2)/2・2^(n-2)(n−2)!+2^(n-3)(n−3)!)

=f0・(f2^(n-1)/6(n−3)!+2^(n-3)(n−2)^2/6+2^(n-3)/6)

なる漸化式に帰着される.

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