■n次元平行多面体数(その171)

 3次元と同様,n次元多面体Pのデーン不変量は

  D(P)=Σ(n−2次元面体積)×(二面角)

で定義される.

 αn:cosδ=1/n,tanδ=(n^2−1)^1/2

 βn:cosδ=(2−n)/m,tanδ=2(n−1)^1/2/(2−n)

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 pαn±qβn=±rπ

が成り立つのは

n=3のとき(p,q,r)=(2,2,2)

n=4のとき(p,q,r)=(0,3,2)

n=8のとき(p,q,r)=(2,1,2)

 また,

 xD(αn)+yD(βn)=0   (modπ)

n=3のとき(x,y)=(2,1)

n=4のとき(x,y)=(0,1)

n=8のとき(x,y)=(1920,135)

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[まとめ]2次元において正三角形は平面充填形であるが,3次元以上で正単体のデーン不変量は0ではないので,正単体は空間充填多面体にはならない.一方,4次元において正軸体のデーン不変量は0となり,実際、空間充填が可能である.

 また,

 pαn±qβn=±rπ

n=8のとき(p,q,r)=(2,1,2)

 xD(αn)+yD(βn)=0   (modπ)

n=8のとき(x,y)=(1920,135)

 実際,コクセターは,8次元空間において2個の正軸体と1個の正単体を組み合わせると空間充填形ができ,ケイリー整数の作る格子がその具体形であることを証明した.

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