■正四面体の断面(その22)

 4次元正5胞体は一種のねじれ正五角形の感じで,正方形とは縁が薄く,3次元正四面体との類推は無理ということなので,別法

  aj=√(1/2j(j+1))

  x/a1+y/a2+z/a3=0

による正四面体の中心切断形を考えてみたい.

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P0(−a1,−a2,−a3)

P1(+a1,−a2,−a3)

P2( 0,+2a2,−a3)

P3( 0,  0,+3a3)

P0P1:(x+a1)/(a1+a1)=(y+a2)/(−a2+a2)=(z+a3)/(−a3+a3),y=−a2,z=−a3

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,x=2a1(NG)

P0P2:(x+a1)/(a1)=(y+a2)/(2a2+a2)=(z+a3)/(−a3+a3),z=−a3

  x/a1+1=y/3a2+1/3

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,

  y/3a2+1/3−1+y/a2−1=0

  4y/3a2−5/3=0,y/a2=5/4,x/a1=−1/4,z/a1=−1(中点ではない)

P0P3:(x+a1)/(a1)=(y+a2)/(a2)=(z+a3)/(3a3+a3)

  x/a1+1=y/a2+1=z/4a3+1/4

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,

  z/4a3−3/4+z/4a3−3/4+z/a3=0,z/a3=1

  x/a1=−1/2,y/a2=−1/2(中点)

P1P2:(x−a1)/(0−a1)=(y+a2)/(2a2+a2)=(z+a3)/(−a3+a3),z=−a3

  −x/a1+1=y/3a2+1/3

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,

  1−y/3a2−1/3+y/a2−1=0,y/a2=1/2,x/a1=1/2(中点)

P1P3:(x−a1)/(0−a1)=(y+a2)/(0+a2)=(z+a3)/(3a3+a3)

  −x/a1+1=y/a2+1=z/4a3+1/4

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,

  3/4−z/4a3+z/4a3−3/4+z/a3=0,

  z/a3=0,x/a1=3/4,y/a2=−3/4(中点でない)

P2P3:(x−0)/(0−0)=(y−2a2)/(0−2a2)=(z+a3)/(3a3+a3),x1=0

  −y/2a2+1=z/4a3+1/4

 x/a1+y/a2+z/a3=0に代入すると,

  3/2−z/2a3+z/a3=0,

  z/a3=3,y/a2=0,x/a1=0(NG)

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 辺の中点が2個,非中点が2個

[1](−a1/4,5a2/4,−a3)

[2](−a1/2,−a2/2,a3)

[3](a1/2,a2/2,−a3)

[4](3a1/4,−3a2/4,0)

  a1=1/2,a2=√3/6,a3=√6/12,a4=1/2√10

であるから,

 (Q1Q2)^2=(a1/4)^2+(7a2/4)^2+(2a3)^2

=1/64+49・3/24^2+1/6=(9+147+144)/24^2=300/24^2

 (Q1Q3)^2=(3a1/4)^2+(3a2/4)^2

=9/64+3/64=12/64=108/24^2

 (Q1Q4)^2=(a1)^2+(2a2)^2+(a3)^2

=1/4+1/3+6/144=(36+48+6)/144=90/144

=360/24^2

 (Q2Q3)^2=(a1)^2+(a2)^2+(2a3)^2

=1/4+3/36+1/6=(9+3+6)/36=1/2=288/24^2

 (Q2Q4)^2=(5a1/4)^2+(a2/4)^2+(a3)^2

=25/64+3/24^2+6/144=(225+3+24)/24^2=252/24^2

 (Q3Q4)^2=(a1/4)^2+(5a2/4)^2+(a3)^2

=1/64+75/24^2+6/144=(9+75+24)/24^2=108/24^2

 300,108,360,288,252,108・・・きれいな形にはならなかったが,係数を変えるとまだチャンスはありそうだ.

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