■n次元の立方体と直角三角錐(その280)

【1】4次元正軸体の切頂と切稜

[1]形状ベクトル(1,0,0,0)の場合→切頂のみ

  (y−z)/√2=(z−w)/√2=w=0,y=z=w=0

 →(±x,0,0,0)の置換であるから8通り

 →x=1

[2]形状ベクトル(0,1,0,0)の場合→切頂のみ

  (x−y)/√2=0,(z−w)/√2=w=0,x=y,z=w=0

 →(±x,±x,0,0)の置換であるから24通り

 →x=y=1/2,z=w=0

[3]形状ベクトル(0,0,1,0)の場合→切頂のみ

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=0,x=y=z,w=0

 →(±x,±x,±x,0)の置換であるから32通り

 →x=y=z=1/3,w=0

[4]形状ベクトル(0,0,0,1)の場合→切頂のみ

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=0,x=y=z=w

 →(±x,±x,±x,±x)の置換であるから16通り

 →x=y=z=w=1/4

[5]形状ベクトル(1,1,0,0)の場合→切頂のみ

  (z−w)/√2=w=0,z=w=0

  (x−y)/√2=(y−z)/√2

 →(±x,±y,0,0)の置換であるから48通り

 →x=2/3,y=1/3,z=w=0

[6]形状ベクトル(1,0,1,0)の場合→切頂・切稜

  (y−z)/√2=w=0,y=z,w=0

  (x−y)/√2=(z−w)/√2

 →(±x,±y,±y,0)の置換であるから96通り

 →x=1/2,y=z=1/4,w=0

[7]形状ベクトル(1,0,0,1)の場合→切頂・切稜・切面

  (y−z)/√2=(z−w)/√2=0,y=z=w

  (x−y)/√2=w

 →(±x,±y,±y,±y)の置換であるから64通り

 →y=z=w=1/(4+√2),x=(1+√2)/(4+√2)

[8]形状ベクトル(0,1,1,0)の場合→切頂・切面

  (x−y)/√2=w=0,x=y,w=0

  (y−z)/√2=(z−w)/√2

 →(±x,±x,±z,0)の置換であるから96通り

 →x=y=2/5,z=1/5,w=0

[9]形状ベクトル(0,1,0,1)の場合→切頂・切面

  (x−y)/√2=(z−w)/√2=0,x=y,z=w

  (y−z)/√2=w

 →(±x,±x,±z,±z)の置換であるから96通り

 →z=w=1/(4+2√2),x=y=(1+√2)/(4+2√2)

[10]形状ベクトル(0,0,1,1)の場合→切頂のみ

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=0,x=y=z

  (z−w)/√2=w

 →(±x,±x,±x,±w)の置換であるから64通り

 →w=1/(4+3√2),x=y=z=(1+√2)/(4+3√2)

[11]形状ベクトル(1,1,1,0)の場合→切頂・切稜

  w=0

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2

 →(±x,±y,±z,0)の置換であるから192通り

 →x=1/2,y=1/3,z=1/6,w=0

[12]形状ベクトル(1,1,0,1)の場合→切頂・切稜・切面

  (z−w)/√2=0,z=w

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=w

 →(±x,±y,±z,±z)の置換であるから192通り

 →z=w=1/(4+3√2),y=(1+√2)/(4+3√2),x=(1+2√2)/(4+3√2)

[13]形状ベクトル(1,0,1,1)の場合→切頂・切稜・切面

  (y−z)/√2=0,y=z

  (x−y)/√2=(z−w)/√2=w

 →(±x,±y,±y,±w)の置換であるから192通り

 →w=1/(4+4√2),y=z=(1+√2)/(4+4√2),x=(1+2√2)/(4+4√2)

[14]形状ベクトル(0,1,1,1)の場合→切頂・切面

  (x−y)/√2=0,x=y

  (y−z)/√2=(z−w)/√2=w

 →(±x,±x,±z,±w)の置換であるから192通り

 →w=1/(4+5√2),z=(1+√2)/(4+5√2),x=y=(1+2√2)/(4+5√2)

[15]形状ベクトル(1,1,1,1)の場合→切頂・切稜・切面

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=w

 →(±x,±y,±z,±w)の置換であるから384通り

 →w=1/(4+6√2),z=(1+√2)/(4+6√2),y=(1+2√2)/(4+6√2),x=(1+3√2)/(4+6√2)

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【2】4次元正軸体系

 xが小さいほど深切頂,yが小さいほど深切稜である.x>y>z>wかつx+y+z+w=1であるから,以下のようになる.

[1]切頂型(切頂が浅い→深い)

  [1,0,0,0](x=1)→[1,1,0,0](x=2/3)→[0,1,0,0](x=1/2)→[0,1,1,0](x=2/5)→[0,0,1,0](x=1/3)→[0,0,1,1](x=(1+√2)/(4+3√2))→[0,0,0,1](x=1/4)

[2]切頂切稜型(切稜が浅い→深い)

  [0,1,0,1](y=(1+√2)/(4+2√2))→[0,1,1,1](y=(1+2√2)/(4+5√2))→[1,1,1,0](y=1/3)→[1,1,1,1](y=(1+2√2)/(4+6√2))→[1,1,0,1](y=(1+√2)/(4+3√2))→[1,0,1,0],[1,0,1,1](y=1/4)→[1,0,0,1](1/(4+√2))

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【3】まとめ

 形状ベクトルから切稜の深さを判定したいのであるが,かなり微妙な問題のようだ.このことからも間接法の方が簡単に思える.

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