■置換多面体の空間充填性(その321)

 小生は,一般の準正多面体の局所幾何学(ひとつの頂点に辺や面がいくつ集まっているか)を頂点図形(頂点近傍を切断したときに得られる図形)からトポロジカルに決めようとしていますが,次元が高くなると大変であり,かつ,頂点図形が何かわからずに答えが出ないことが多々ある.たとえば,頂点図形が4次元a-b柱になったときはさすがに絶句閉口した.

 それに対して,菅原民生先生が局所幾何学を求めた方法は,座標を用いるものある.5次元の場合は単純作業であって,その手順は以下のようになる.

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[1]元の立方体または正軸体の頂点を決める.

   立方体の頂点は (±1,±1,±1,±1,±1),

   正軸体の頂点は(±2,0,0,0,0)の置換などとしておきます.

[2]中心切断面Sは,すべての座標の和が0である平面とします.

   すべての正軸体と奇数次元の立方体の中心切断形の頂点は,辺とSとの交点ですから,線分の中点として,座標が求められます.

   偶数次元の立方体については,中心切断形の頂点は,元の立方体の頂点の一部です.

[3]ひとつ頂点Pを選び,すべての他の頂点までの距離を調べます.

   距離は,数種類しかないことに気がつきます.最も短い距離が,中心切断形の辺の長さLです.(辺の長さは一種類しかない)

[4]Pから隣接する頂点 Q_1, Q_2, ・・・について,それらに隣接する頂点を調べます.これを繰り返していると,Pに接する2次元の面は3,4,6角形しかなく,それらが何枚かもわかる.

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[雑感]4次元純正多面体については,頂点図形法ですべて求めることができるが,5次元以上では一部しか成功していない.時間を見つけていろいろな方法を試したいのであるが,・・・

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