■置換多面体の空間充填性(その92)

 n=7,{3,3,3,3,3,4}(0011000)

 tp=2,fp=3

 空間充填2^n+2n胞体のn−k次元面数について,n=7,k=2を使って書くと

[1]新たに生じるn−k次元面は,n=7,tp=2,fp=3として

  {3,3,3,4}(1,1,0,0,0):(tp+1,2)個

  {3,3,3,3}(0,0,1,1,0):2^n-2-fp(n−1−fp)

になる.

[2]切頂面とファセット面のインターフェースにできるのは,n=7,tp=2,fp=3として

  {3,3,3,3}(0,0,1,1,0):(tp+1)2^n-1-fp個

 k=3も場合の[2]から考え始めれなよいのかもしれないが,それだけでは済まない気もするので最初に戻って考えてみたい.

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 切頂点に集まるn−3次元面数は

  (tp+1,3)+2^n-3-fp(n−2−fp)

になるはずです.

[1]新たに生じるn−k次元面は,n=7,tp=2,fp=3として

  {3,3,4}(1,0,0,0):(tp+1,3)個

  {3,3,3}(0,0,1,1):2^n-3-fp(n−2−fp)

になる.

[2]{3,3,3,3,3,4}(0,0,1,1,0,0,0)

の切頂点に集まるn−1次元面数は,n=7,tp=2,fp=3として

[a]{3,3,3,3,4}(0,1,1,0,0,0):(tp+1,1)個

[b]{3,3,3,3,3}(0,0,1,1,0,0):2^n-1-fp個

[a]はn=6,tp=1,fp=2として

[a1]{3,3,3,4}(1,1,0,0,0):(tp+1,1)個

[a2]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):2^n-1-fp個

[b]はn=6,tp=2,fp=3として

[b1]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):(tp+1,1)個

[b2]{3,3,3,3}(0,0,1,1,0):(n−fp,1)個

 さらに

[a1]はn=5,tp=0,fp=1として

[a11]{3,3,4}(1,0,0,0):(tp+1,1)個

[a12]{3,3,3}(1,1,0,0):2^n-1-fp個

[a2]はn=5,tp=1,fp=2として

[a21]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp+1,1)個

[a22]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

[b1]はn=5,tp=1,fp=2として

[b11]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp+1,1)個

[b12]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

[b2]はn=5,tp=2,fp=3として

[b21]{3,3,3}(0,1,1,0):(tp+1,1)個

[a22]{3,3,3}(0,0,1,1):(n−fp,1)個

 これらをすべてn=7,tp=2,fp=3に戻すと

[a1]{3,3,3,4}(1,1,0,0,0):(tp,1)個

[a2]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):2^n-1-fp個

[b1]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):(tp+1,1)個

[b2]{3,3,3,3}(0,0,1,1,0):(n−1−fp,1)個

 ここで,数的にも

[a2]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):(tp+1,1)2^n-1-fp個

[b1]{3,3,3,3}(0,1,1,0,0):(tp+1,1)2^n-1-fp個

が5次元インターフェースになることがわかった.{3,3,3,3}(0,1,1,0,0)から考え初めてもよさそうである.

 また,n=7,tp=2,fp=3に戻すと

[a11]{3,3,4}(1,0,0,0):(tp−1,1)個

[a12]{3,3,3}(1,1,0,0):2^n-1-fp個

[a21]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

[a22]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

[b11]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

[b12]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

[b21]{3,3,3}(0,1,1,0):(tp+1,1)個

[a22]{3,3,3}(0,0,1,1):(n−1−fp,1)個

より,

[a21]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

[a22]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

[b11]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

[b12]{3,3,3}(0,1,1,0):(n−fp,1)個

が4次元インターフェースになることがわかった.

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 以上をまとめると

[1]は

{3,3,4}(1,0,0,0)頂点数8・・・(tp+1,3)=1個

{3,3,3}(0,0,1,1)頂点数20・・・2^n-3-fp(n−2−fp)=4個

[2]は

{3,3,3}(1,1,0,0)頂点数20・・・(tp,1)(tp+1,1)2^n-1-fp=48個

{3,3,3}(0,1,1,0)頂点数30・・・(n−fp,1)(tp+1,1)2^n-1-fp=96個

  f4=(1/8+4/20+48/20+96/30)・f0

  f0=2240→f4=整数にならない

[a21]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

[b11]{3,3,3}(1,1,0,0):(tp,1)個

だけがが4次元インターフェースになるとすると,

  f4=(1/8+4/20+48/20)・f0

  f0=2240→f4=280+5824=6104  (NG:正解は6328である)

 f4=(1/8+54/20)

であるなら

 f0=2240→f4=280+6048=6328  (OK)

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