■n次元の立方体と直角三角錐(その144)

 4次元ではどうなるだろうか? 逆からたどった方がわかりやすいかもしれない.

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[4]形状ベクトル(0,0,0,1)の場合

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=0

 → x=y=z=

これらは,x+y+z+w=1上の点であるから代入すると,

  4w=1 → w=1/4

 16個ある正四面体が点になるから,頂点数は48減,辺数は96減.面数は64減,胞数は16減.

[3]形状ベクトル(0,0,1,1)の場合

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=0,(z−w)/√2=w

 → z=w+√2w

   x=y=z=w+√2w

これらは,x+y+z+w=1上の点であるから代入すると,

  4w+3√2w=1 → w=1/(4+3√2)

 32個ある三角柱が線になるから,頂点数は128減,辺数は256減,面数160は減,胞数は32減.

[2]形状ベクトル(0,1,1,1)の場合

  (x−y)/√2=0,(y−z)/√2=(z−w)/√2=w

 → z=w+√2w

   y=z+√2w=w+2√2w

   x=y=w+2√2w

これらは,x+y+z+w=1上の点であるから代入すると,

  4w+5√2w=1 → w=1/(4+5√2)

 24個ある八角柱が正八角形になるから,頂点数は192減,辺数は384減,面数は216減,胞数は24減.

[1]形状ベクトル(1,1,1,1)の場合

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=w

 → z=w+√2w

   y=z+√2w=w+2√2w

   x=y+√2w=w+3√2w

これらは,x+y+z+w=1上の点であるから代入すると,

  4w+6√2w=1 → w=1/(4+6√2)

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[まとめ]

 [2]の24は正16胞体の辺数24,[3]の32は正16胞体の面数32,[4]の16は正16胞体の胞数16に由来することがわかるだろう.

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