■サマーヴィルの等面四面体(その4)

 n次元単体の各頂点間の距離が既知のとき,体積Vを計算する公式は

[1]n=2のときのヘロンの公式

[2]n=3のときのオイラーの体積公式=「六斜術」

[3]4次元空間の5個の点に関しては相互の10個の距離の間に「十斜術」の公式

[4]n次元空間のn+1個の点に関しては相互の(n+1,2)個の距離の間に,サマーヴィルの公式がある.

  2^n(n!)^2V^2=abs(行列式)

 多少特別な場合,たとえば直角錘,等面単体などでも一般公式を出しておくのは価値があるだろう.サマーヴィルの公式を使って,等面単体の体積、底面積,高さを計算できる.

[1]等面単体の体積に対応するサマーヴィルの公式の行列式は

  2^n・(n+1)^n-1

[2]等面単体の底面体積に対応する行列式は

  2^n・(n+1)^n-2

 これより

[3]等面単体の高さh=nV/Sは

  h^2=(n+1)/2

で与えられる.

 最短辺の長さ√nで正規化すると

  h^2=(n+1)/2n

となって,1辺の長さ1の正単体の高さ:  h^2=(n+1)/2n

と等しいことがわかる.

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