■サマーヴィルの等面四面体(その814)

t0,1,2,3α4:(2,1,0,−1,−2)に関連して,置換多面体を取り上げる.

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 切頂八面体(3次元置換多面体)では頂点に4桁の数字をラベルし,隣接する頂点(辺で結ばれる頂点)にはその互換となる数字をラベルする.たとえば1234に隣接する頂点には

  2143,1324,1243

がくる.これが多面体を取り囲むわけであるから,その頂点数は4!=24となる.

 置換多面体の空間充填性を最も簡単に説明するためには,全体を1次元あげて,n+1次元空間内のn次元超平面をとるとよい.ラベルされた数字を座標とみなすと,切頂八面体は3次元超平面

  x+y+z+w=10

として扱うことができる.

 これが3次元超平面をタイルすることがわかればよい.そこで(1,1,1,1)と直交する4ベクトル

  (1,1,1,−3),(1,1,−3,1)

>  (1,−3,1,1),(−3,1,1,1)

を選び,平行移動させるのである.

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 一般に,並進ベクトルは

  (x1,x2,・・・,xn)

  x1+x2+・・・+xn=0

  x1=x2=・・・=xn  (mod n)

となるようなn個のベクトルを選ぶことになる.

[1]正六角形の場合

  x+y+z+w=6

  (1,1,−2),(1,−2,1),(−2,1,1,)

[2]4次元置換多面体の場合

  x+y+z+w=15

  (1,1,1,1,−4),(1,1,1,−4,1)

  (1,1,−4,1,1),(1,−4,1,1,1)

  (−4,1,−4,1,1)

  x1=x2=・・・=xn=1  (mod n)

としてよさそうである.

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