■等面単体の体積(その73)

 h=nV/S

 Sを各座標軸に射影して,S0,S1,・・・,Snとすれば

  S^2=S0^2+S1^2+・・・+Sn^2

 すなわち,ファウルハーバーの定理=(n+1)平方の定理が成り立つ.各Sjは小行列式の絶対値として計算できる.

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[Q]3辺の長さが2,√3,√3であるテトラパック(等面四面体)の体積は?

 等面四面体を直方体(a,b,c)に内接させる.

  a^2+b^2=4

  b^2+c^2=3

  c^2+a^2=3

より,

  a^2=2,b^2=2,c^2=1

  V=abc−4abc/6=abc/3=2/3

 すなわち,この等面四面体は√2×√2×1の直方体に内接する(体積2).

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 この例でいえば

  S^2=(ab/2)^2+(bc/2)^2+(ca/2)^2

=1+1/2+1/2=2

 h=3V/S=2/√2=√2

 V/S=2/3√2

 一方,サマーヴィルの公式は

  2^3(3!)^2V^2=行列式1

  2^2(2!)^2S^2=行列式2

行列式1/行列式2=2・9・(V/S)^2=4  (OK)

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