■正多胞体の面数反転公式

 n次元正単体,正軸体,蝶立方体のk次元胞の数を表す公式は古くから知られており,Coxeter, Regular Polytopesにも表がついています.

[1]n次元正単体は(n+1)個の点からなる完全グラフとみなすことができ,k次元胞の数は(n+1,k+1)です.

[2]n次元正軸体については,母関数が

  Σfkx^k={(1+2x)^n−1}/x

という形になります.すなわち,fk=2^(k+1)(n,k+1)です.

[3]n次元超立方体はこの双対で,母関数が

  Σfkx^k=(2+x)^n

という形になります.すなわち,fk=2^(n-k)(n,k)です.

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【1】反転公式

 目的の点(点あるいは辺の中点)に隣接する胞の数も,2項係数を活用して求めることができると思われる.

[1]n次元正単体において,k次元胞に接する(それを含む)m次元胞(m>k)は,双対を考えて,n−k次元胞内のn−m次元胞と同数,

  (n−k,n−m)

です.

 なお,m<kのときは,k次元正単体の含むm次元胞の数は

  (k+1,m+1)

個になります.

[2]n次元正軸体において,k次元胞に接する(それを含む)m次元胞(m>m>k)は,2項係数を使って,

  2^m-k(n−1−k,m−k)

です.

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