■n次元平行多面体数(その100)

 一般のn次元の場合を計算してみる.

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【1】正単体

 全体を1次元あげると

頂点(1,0,・・・,0)

  (0,1,・・・,0)

   ・・・・・・・・・

  (0,0,・・・,1)

中心(1/(n+1),・・・,1/(n+1))

辺心(1/2,1/2,0,・・・,0)

面心(1/3,1/3,1/3,0,・・・,0)

胞心(1/n,1/n,1/n,1/n,・・・,0)

[1]点心

  (1−1/(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

  (−1/(n+1),1−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

 =(n/(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

  (−1/(n+1),n/(n+1),・・・,−1/(n+1))

  中心からの頂点までの距離(n/(n+1))^1/2

  cosθ=(−2n+(n−1))/(n+1)^2/n/(n+1)=−1/n

[2]辺心

  (1/2−1/(n+1),1/2−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

  (1/2−1/(n+1),−1/(n+1)),1/2−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

 =((n−1)/2(n+1),(n−1)/2(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))

  ((n−1)/2(n+1),−1/(n+1),(n−1)/2(n+1)・・・,−1/(n+1))

→[1]のnの代わりに(n−1)/2がはいる.

  中心からの頂点までの距離(2((n−1)/2)^2+(n−1))/(n+1)^2)^1/2

={(n−1)((n−1)/2+1)/(n+1)^2}^1/2

={(n−1)/2(n+1)}^1/2

 一般には{(k+1){(n−k)/(k+1)}^2+(n−k)}/(n+1)^2)^1/2

=(n−k)((n−k)/(k+1)+1)/(n+1)^2)^1/2

={(n−k)/(k+1)(n+1)}^1/2

 いろいろな組み合わせの解がでてくるが,このケースの場合は

  cosθ=((n−1)^2/4−(n−1)+(n−1))/(n+1)^2/{(n−1)/2(n+1)

={(n−1)/2−1}/(n+1)=(n−1)/2(n+1)

[3]胞心

  (1/n−1/(n+1),1/n−1/(n+1),・・・,1/n−1/(n+1),−1/(n+1))

  (1/n−1/(n+1),1/n−1/(n+1),・・・,−1/(n+1),1/n−1/(n+1))

=(1/n(n+1),・・・,1/n(n+1),−1/(n+1))

=(1/n(n+1),・・・,−1/(n+1),1/n(n+1))

  中心からの辺心までの距離(1/n+1)/(n+1)^2)^1/2

=(1/n(n+1))^1/2

  cosθ=((n−1)/n^2−2/n)/(n+1)^2/(1/n(n+1))

=−1/n^2(n+1)/(1/n(n+1))=−1/n

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