■サマーヴィルの等面四面体(その731)

 n次元正単体のn+1頂点を回転した結果をx軸方向に−sだけシフトすると座標が一致し,直交条件

  r1・r2=0,|r1|=|r2|

も満たした.

|r1|^2=|r2|^2となるsは,2次方程式

(Σsumui^2)s^2+2(Σsumui(x・ui))s+(Σ(x・ui)^2−Σ(y・ui)^2)=0

の解である.それに対して

r1・r2=sΣsumui(y・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)=0^

s=−Σ(x・ui)(y・ui)/Σsumui(y・ui)

すなわち,1次方程式の解である

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[1]3次元の場合

 s=0.272166は直交行列の条件

  r11r21+r12r22+r13r23=0

も満たすと同時に,

  r11^2+r12^2+r13^2=r21^2+r22^2+r23^2

を満たした.

 [x3+s]=[r11,r12,r13][v4]

 [ −y3] [r21,r22,r23]

もOK.

[2]4次元の場合

 s=0.25は2解とも直交行列の条件r1・r2=0,|r1|=|r2|を満たしてた.

 x=(x1,x1,x2,x2)

 y=(y1,−y1,y2,−y2)

 xs=(x1+s,x1+s,x2+s,x2+s)

でなく(1,0)を含め,

 x=(x1,x1,x2,1)

 y=(y1,−y1,y2,0)

 xs=(x1+s,x1+s,x2+s,1+s)

とすると,

 [x3+s]=[r11,r12,r13,r14][v5]

 [  y3] [r21,r22,r23,r24]

も一致した.

[3]5次元の場合

 s=0.239179は直交行列の条件r1・r2=0,|r1|=|r2|を満たした.

[4]6次元の場合

 s=0.233019は直交行列の条件r1・r2=0,|r1|=|r2|を満たした.

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[雑感] 以上のこと考えると,r1・r2=0→1次方程式

r1・r2=sΣsumui(y・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)=0^

s=−Σ(x・ui)(y・ui)/Σsumui(y・ui)

からsを求めるほうが簡単である.

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