■n次元単位球の体積(その4)
n次元単位球はどんなに次元が高くても,長さが2より大きな線分を含むことはできません.また,n次元単位球の体積をVnとすると,V1=2(直径),V2=π(面積),V3=4π/3(体積)はご存知でしょう.nが整数のとき,実際にVnの値を計算してみると,超球の体積はn=5のとき最大8π2/15=5.2637・・・となり,以後は減少します.そして,不思議なことに,単位球の体積はn→∞のとき0に収束するのです.
n Vn
1 2
2 3.14
3 4.19
4 4.93
5 5.263
6 5.167
7 4.72
8 4.06
9 3.30
10 2.55
また,このことから,n次元超立方体[-1,1]n(体積2^n)において,単位超球が占める比率は,n=2であればπ/4(79%)であるが,n=5のときは16%に下落し,n=10となると0.25%になることも理解されます.単位超球を超立方体中に置くと,次元が大きくなるにつれて隙間がより大きくなるのです.
===================================