■置換多面体の空間充填性(その287)

[4]R^3の星形正多面体は3種類ある.それらはケプラー・ポアンソ,プラトン立体とも呼ばれる.

[5]R^3の複合正多面体は5種類ある.正四面体を2個,5個,10個あわせたもの,立方体を5個合わせたもの,正八面体を5個合わせたものの5つ.

[6]R^3の凸なデルタ多面体は8種類ある.

[7]R^4の凸な正多面体は6種類ある.

[8]R^4の星形正多面体は10種類ある.

ところで,・・・

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【1】球面の平行化可能性

 n次元球面S^n上にn個の1次独立なベクトル場が存在するとき,S^nを平行化可能といいます.S^nが平行化可能な次元はS^1,S^3,S^7に限る1958年にケルベアとミルナーがそれぞれ独立に証明しています.

 実は偶数次元球面上には非特異ベクトル場さえ存在しません.したがって,平行化可能にもなり得ません.

 アダムスの公式は球面上の1次独立なベクトル場の最大個数σ(n)を与える公式です.n+1=(2a−1)2^(c+4d),c=0,1,2,3とする.

  σ(n)=2^c+8d−1

これより,n=1,3,7,また,σ(2m)=0が得られるというわけですが,これはフルヴィッツ・ラドン数にほかなりません.

 さらに,概平行性について説明すると,たとえば,2次元球面上には,必ず特異点があり,特異点のないベクトル場は存在しない(ホップの定理)のですが,2次元球面から円板をくり抜いてみることにします.そうすると,残りの部分も円板に変形でき,その上には1次独立な2本のベクトル場があるので,平行性をもつことになります.n次元多様体M^nからn次元円板D^nをくり抜いた部分が平行性をもつことを概平行性をもつというのですが,歯切れの悪い説明で申し訳ありません.

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[まとめ]球面S^n上に1次独立な接ベクトルの連続場がn個あるとき,S^nは平行性をもつという.平行正をもつのはS^1,S^3,S^7しかない(アダムス).

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