■n次元の立方体と直角三角錐(その294)

 3次元準多面体,たとえば,切頂八面体はすべての次元を通じて,唯一

[a]空間充填2(2^n−1)胞体

かつ

[b]空間充填2^n+2n胞体

という性質をもつ多面体である.また,その面数ベクトルはf=(24,36,14)で与えられる.

[a]の場合は{3,3}(1,1,1)であるが,頂点の回りに{3}(1,1)=正六角形,面の回りに{3}(1,1)=正六角形,辺の回りに正方形ができるから,辺数は

  (4・6+4・6+6・4)/2=36

[b]の場合は{3,4}(1,1,0)であるが,頂点の回りに{4}(1,0)=正方形,面の回りに{3}(1,1)=正六角形ができるから,辺数は

  (4・6+6・8)/2=36

 このように,新たに生ずる辺を数えるのではなく,わざと重複を許して数えてみたらどうだろうか?

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【1】4次元正単体系(g0,g1)=(5,10,10,5)

[1]切頂切稜型

 [1,0,1,0](30,90)では,頂点の位置に正単体系[0,1,0](6,12),辺の位置に正単体系[1,0](3,3)柱,ファセットの位置に正単体系[1,0,1](12,24)が入ると考える.

  (12×5+9×10+24×5)/3=90

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 [1,0,0,1](20,60)では,頂点の位置に正単体系[0,0,1](4,6),辺の位置に正単体系[0,1](3,3)柱,ファセットの位置に正単体系[1,0,0](4,6),面の位置に正単体系[1,0](3,3)柱が入ると考えると

が入ると考える.

  (6×5+9×10+6×5+9×10)/4=60

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 [1,1,1,0](60,120)では,頂点の位置に正単体系[1,1,0](12,18)が入り,辺の位置に正単体系[1,0](3,3)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,1](24,36)が入ると考える.

  (18×5+9×10+36×5)/3=120

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 [1,1,0,1](60,150)では,頂点の位置に正単体系[1,0,1](12,24),辺の位置に正単体系[0,1](3,3)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,0](12,18),面の位置に正単体系[1,1](6,6)柱が入ると考える.

  (24×5+9×10+18×5+18×10)/4=120  (NG)

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 [1,1,1,1](120,240)では,頂点の位置に正単体系[1,1,1](24,36),辺の位置に正単体系[1,1](6,6)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,1](24,36),面の位置に正単体系[1,1](6,6)柱が入ると考える.

  (36×5+18×10+36×5+18×10)/4=180  (NG)

  (36×5+18×10+36×5+18×10)/3=240

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【2】4次元正軸系(g0,g1)=(8,24,32,16)

[1]切頂切稜型

 [1,0,1,0](96,288)では,頂点の位置に正軸体系[0,1,0](12,24),辺の位置に正軸体系[1,0](4,4)柱,ファセットの位置に正単体系[1,0,1](12,24)が入ると考える.

  (24×8+12×24+24×16)/3=288

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 [1,0,0,1](64,192)では,頂点の位置に正軸体系[0,0,1](8,12),辺の位置に正軸体系[0,1](4,4)柱,ファセットの位置に正単体系[1,0,0](4,6),面の位置に正単体系[1,0](3,3)柱が入ると考える.

  (12×8+12×24+6×16+9×32)/4=192

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 [0,1,0,1](96,288)では,頂点の位置に正軸体系[1,0,1](24,48),ファセットの位置に正単体系[0,1,0](6,12),面の位置に正単体系[0,1](3,3)柱が入ると考える.

  (48×8+12×16+9×32)/3=288

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 [1,1,1,0](192,384)では,頂点の位置に正軸体系[1,1,0](24,36),辺の位置に正軸体系[1,0](4,4)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,1](24,36)が入ると考える.

  (36×8+12×24+36×16)/3=384

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 [1,1,0,1](192,480)では,頂点の位置に正軸体系[1,0,1](24,48),辺の位置に正軸体系[0,1](4,4)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,0](12,18),面の位置に正単体系[1,1](6,6)柱が入ると考える.

  (48×8+12×24+18×16+18×32)/4=368  (NG)

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 [1,0,1,1](192,480)では,頂点の位置に正軸体系[0,1,1](24,36),辺の位置に正軸体系[1,1](8,8)柱,ファセットの位置に正単体系[1,0,1](12,24),面の位置に正単体系[1,0](3,3)柱が入ると考える.

  (36×8+24×24+24×16+9×32)/4=384  (NG)

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 [0,1,1,1](192,384)では,頂点の位置に正軸体系[1,1,1](48,72),ファセットの位置に正単体系[0,1,1](12,18),面の位置に正単体系[0,1](3,3)柱が入ると考える.

  (72×8+18×16+9×32)/3=384

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 [1,1,1,1](384,768)では,頂点の位置に正軸体系[1,1,1](48,72),辺の位置に正軸体系[1,1](8,8)柱,ファセットの位置に正単体系[1,1,1](24,36),面の位置に正単体系[1,1](6,6)柱が入ると考える.

  (72×8+24×24+36×16+18×32)/4=576  (NG)

  (72×8+24×24+36×16+18×32)/3=768  (NG)

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【3】まとめ

 (その292)の方がよい結果であった.

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