■サマーヴィルの等面四面体(その203)

 たとえば,n=4のとき,

  P0P1=P1P2=P2P3=P3P4=2

  P0P2=P1P3=P2P4=√6

  P0P3=P1P4=√6

  P0P4=2

P0,P1をはずすと

  P2P3=P3P4=2

  P2P4=√6

になり,(2,2,√6)は現れるが(2,√6,√6)が得られないからである.

 P0,P2を外すと  P0,P3を外すと  P0,P4を外すと

  P3P4=2   P1P2=2   P1P2=P2P3=2

  P1P3=√6   P2P4=√6   P1P3=√6

  P1P4=√6   P1P4=√6

 また一方,F4は伸長方向によって正三角形にも二等辺三角形にも鳴子とがわかっている.ここでは点の外し方を一定として,伸長方向を変えることによって断面がどのように変わるかをみてみたい.

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△5の3次元面

P1(0,0,0)

P2(2/√2,√3,0)

P3(4/√2,0,0)

P4(3/√2,0,3/√2)

  P1P2=P2P3=P3P4=√5

  P1P3=P2P4=√8

  P1P4=3

において,たとえば,最短辺でない方向P2P4(1/√2,−√3,3/√2)に伸長させてみる

 P1を通り,このベクトルと直交する平面は

  x−√6y+3z=0

である.

  x=−y/√6=z/3=k

  x=k

  y=−√6k

  z=3k

 x−√6y+3z=0に代入すると

  k+6k+9k=0

  k=0→x=0,y=0,z=0,

  Q1(0,0,0)

 P2を通るベクトルとの交点は,

  (x−2/√2)=−(y−√3)/√6=z/3=k

  x=2/√2+k

  y=√3−√6k

  z=3k

 x−√6y+3z=0に代入すると

  2/√2+k−6/√2+6k+9k=0

  k=1/4√2→x=9/4√2,y=3√3/4,z=3/4√2

  Q2(9/4√2,3√3/4,3/4√2)

 P3を通るベクトルとの交点は

  (x−4/√2)=−y/√6=z/3=k

  x=4/√2+k

  y=−√6k

  z=3k

 x−√6y+3z=0に代入すると

  4/√2+k+6k+9k=0

  k=−1/4√2→x=15/4√2,y=√3/4,z=−3/4√2

  Q3(15/4√2,√3/4,−3/4√2)

 P4を通るベクトルとの交点は,

  (x−3/√2)=−y/√6=(z−3/√2)/3=k

  x=3/√2+k

  y=−√6k

  z=3/√2+3k

 x−√6y+3z=0に代入すると

  3/√2+k+6k+9/√2+9k=0

  k=−3/4√2→x=9/4√2,y=3√3/4,z=3/4√2

  Q4(9/4√2,3√3/4,3/4√2)=Q2

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