■4次元正多胞体の包含関係(その7)

 αnを最も簡単に作るには,全体を1次元あげてn+1次元空間内の単位点n+1個から生成をされる単体をとることである.n=7の場合,α7の頂点の座標を

  (1,0,0,0,0,0,0,0)

  (0,1,0,0,0,0,0,0)

  (0,0,1,0,0,0,0,0)

  (0,0,0,1,0,0,0,0)

  (0,0,0,0,1,0,0,0)

  (0,0,0,0,0,1,0,0)

  (0,0,0,0,0,0,1,0)

  (0,0,0,0,0,0,0,1)

としよう.これらの頂点間距離は√2である.

 この8個の頂点は√2の等距離にあって正単体をなし,α7の中心座標は

  (1/8,1/8,1/8,1/8,1/8,1/8,1/8,1/8)

で,外接球の半径は

  {(1−1/8)^2+7(1/8)^2}^1/2=(7/8)^1/2

というわけである.

===================================

【1】γ8[16β8]の場合(その1)

 8次のアダマール行列

     [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

     [1,−1, 1,−1, 1,−1, 1,−1]

     [1, 1,−1,−1, 1, 1,−1,−1]

  H8 =[1,−1,−1, 1, 1,−1,−1, 1]

     [1, 1, 1, 1,−1,−1,−1,−1]

     [1,−1, 1,−1,−1, 1,−1, 1]

     [1, 1,−1,−1,−1,−1, 1, 1]

     [1,−1,−1, 1,−1, 1, 1,−1]

より,

  ±(1,1,1,1,1,1,1,1),

  ±(1,−1,1,−1,1,−1,1,−1),

  ±(1,1,−1,−1,1,1,−1,−1),

  ±(1,−1,−1,1,1,−1,−1,1),

  ±(1,1,1,1,−1,−1,−1,−1),

  ±(1,−1,1,−1,−1,1,−1,1),

  ±(1,1,−1,−1,−1,−1,1,1),

  ±(1,−1,−1,1,−1,1,1,−1)

は8次元超立方体に内接する正軸体の16頂点になる(辺の長さ√16=4).

 その際,3つおきの頂点を結ぶことになるが,直角三角錐を残すように取り除くと正軸体ができるというわけである.

===================================

【2】γ8[16β8]の場合(その2)

 8次元の正軸体の作り方はいろいろ可能で,ただしそれらは「見掛け上」の差であり,互いに座標変換で移り得るはずです.実際,8次元空間の超立方体の頂点2^8=256個から16個を選んで正軸体の頂点にすることは可能で,その具体例を示します.便宜上+1,−1はわかりにくいので1,0で表し,中心を(1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2)としました.

 下記の8組の点の対がこの中心について対称であり,中心からそれに向かう直線が互いに直交することが確かめられます.そして相対する点対以外の2点の距離はつねに√4=2です.

  (11111111)−(00000000)

  (11101000)−(00010111)

  (10110100)−(01001011)

  (10011010)−(01100101)

  (10001101)−(01110010)

  (11000110)−(00111001)

  (10100011)−(01011100)

  (11010001)−(00101110)

===================================

【3】δ8[α8]の場合

 n=8について,次の9個の格子点は2√2=√8の等距離にあって正単体をなします.

  (11111111)

  (20000000)

  (02000000)

  (00200000)

  (00020000)

  (00002000)

  (00000200)

  (00000020)

  (00000002)

 多分n=15(=4^2−1)のときも同様の点をとることができると思います.

===================================

【4】γ7[16α7]の場合

 「n次元超立方体の頂点をうまく結んでn正単体を作ることはできるか」という問題では,全体を1次元挙げて,n+1正軸体のn次元胞をとるのが最も簡単である.したがって,「n+1次元超立方体の頂点をうまく結んで正軸体を作ることはできるか」と同等の問題である.

 便宜上+1,−1はわかりにくいので1,0で表し,中心を(1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2)とすると,宿題になっているγ7[16α7]については,

 (10000000)→(1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,−1)

 (01000000)→(−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1)

 (00100000)→(−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1)

 (00010000)→(−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1)

 (00001000)→(−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1)

 (00000100)→(−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1)

 (00000010)→(−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1)

 (00000001)→(−1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1)

 多分,4の倍数というよりは2^kのときも同様の点をとることができると思います.

===================================