■立方体と正八面体の断面(その2)

 立方体と正八面体を同じ切断面で切る.この切断面はそれぞれの中心を通り,3回回転対称軸に直交する平面:x+y+z=0である.

 4次元立方体では16個の頂点を(±1,±1,±1,±1)とし,切断面:x+y+z+w=0で切った切り口を求めると,+1は2個,−1が2個の座標をもつ6頂点

  (−1,−1,1,1),(−1,1,−1,1),(1,−1,−1,1)

  (−1,1,1,−1),(1,−1,1,−1),(1,1,−1,−1)

からなる図形であること判明する.

 これらは

  ±(−1,−1,1,1),±(−1,1,−1,1),±(1,−1,−1,1)

と書くことができるから,3本のベクトルが互いに直交して,その長さが4で,中心から等距離にあるから,正八面体をなす.

 偶数次元(2m次元)では+1がm個,−1がm個の頂点座標をもち,奇数次元(2m+1次元)では+1がm個,−1がm個,0が1個の頂点座標をもつ図形となる.

 それに対して,正軸体の切断面は,偶数次元(2m次元)でも,奇数次元(2m+1次元)でも+1が1個,−1が1個,残りが0の頂点座標をもつ図形となる.

 n次元正軸体の切断面に現れる図形について,そのk次元面数は

  f0=n(n+1)

  f1=(n−1)f0

  fn-1=2(2^n−1)

  fk=2(2^k+1−1)n+1Ck+2

となる.

 n次元立方体の切断面に現れる図形のk次元面は,このような一般式の形で与えるのは難しいが,漸化式の形で与えることができて,具体的にはワイソフ算術を用いて計算できる.

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