■超越数とその仲間たち(その59)

 n次元単位超球{x1^2+x2^2+・・・+xn^2≦1}の体積をn次元球の体積をVn,表面積をSn-1とします.

  Vn=π^(n/2)/Γ(n/2+1)

で与えられますが,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8π^2/15=5.2637・・・となり,以後は減少します.

       Vn

1次元    2

2次元    π=3.14

3次元    4π/3=4.19

4次元    π^2/2=4.93

5次元    8π^2/15=5.263

6次元    π^3/6=5.167

7次元    16π^3/105=4.72

(次元を整数に限らなければ5.256次元で最大となり,そのときの体積は5.277・・・である.)

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 2n次元超球の体積は

  V2n=π^n/n!

 このことから0次元も含めて偶数次元の単位超球の体積をすべて加えた値は  exp(π)

になる.

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