■n次元の立方体と直角三角錐(その199)

 高次元準正多面体のf2,f3・・・公式は計量的な構造が必要になるが,f0,f1公式ならば組み合わせ論的に求めることができると思われる.目標は,高次元準正多面体のf0,f1公式を組み合わせ論的に求めることである.

 形状ベクトルによって,f0公式を考えてみる.0がk個並ぶと(k+1)個の変数が同値になるので,組み合わせ論的に考えると,頂点数は

  正単体系: f0=(n+1)!/(k+1)!

  正軸体系: f0=2^n・n!/(k+1)!

個になるはずである.

 これは(例外はあるにせよ)ほぼ正しいことが確認された.例外は(その177)(その181)で訂正した.しかし,ここではもっと直接的に求めることを考えてみたい.

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【1】f0公式

 k次元胞数をfkとおく.

  n次元正軸体:fk=(n,k+1)2^(k+1)

  n次元正単体:fk=(n+1,k+1)

[1]点QがPkにあるとき

  f0=Gkfk,  Gk=(k+1,k+1)=1

[2]点QがPjPkにあるとき

 PjPk(j<k)はk次元胞の中心Pkからj次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はk次元胞は何個のj次元胞で構成されているかに一致する.

 当該の数は,

  Gk=(k+1,j+1)

となるから,

  f0=Gkfk

  j=k−1ならばGk=(k+1,k)=(k+1,1)=k+1

  j=k−2ならばGk=(k+1,k−2)=(k+1,2)=k(k+1)/2

となる,

[3]点QがPiPjPkにあるとき

 PiPjPk(i<j<k)はk次元胞の中心Pkからj次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はk次元胞は何個のj次元胞で構成されているかとj次元胞の中心Pjからi次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はj次元胞は何個のi次元胞で構成されているかに依存する.

 すると,当該の数は,

  Gk=(k+1,j+1)(j+1,i+1)

となるから,

  f0=Gkfk

  j=k−1ならば(k+1,k)=(k+1,1)=k+1

  i=j−1ならば(j+1,j)=(j+1,1)=j+1

となり,

  Gk=(k+1,j+1)(j+1,i+1)=(k+1)(j+1)=k(k+1)

となる.

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