■スターリングの公式の図形的証明?(その42)

[1]体積近似の難しさ

 単位球B^nのなかの凸多面体Pで,頂点数がnの多項式になっているものは,どれも球の体積を近似しないことが知られている.

 頂点数がNのときの評価は

  volP/volB^n≦(clog(N/n+1)/n)^n/2

を満たす定数cが存在するから,頂点数がnに関して指数関数的でない限り,体積近似しないのである.

 したがって,正単体n+1,正軸体2nはNG,立方体2^nはOKということになる.

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[2]楕円体による凸体の近似

 1辺の長さが1の正単体の内接球,外接球の半径はそれぞれ,

  1/√2n(n+1),√n/2(n+1)

で,その比は1:nである.

 したがって,凸体Kは内側と外側から相似比1:nの相似な楕円体で近似できる.中心対称な場合は相似比を1:√nに改善できる.

 どちらの比も最善である.一般の場合は正単体を,中心対称な場合は立方体を考えればよい.

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