■サマーヴィルの等面四面体(その15)

 等面四面体(2,√3,√3)には,平面に投影したとき正方形にみえる方向がある.その方向は辺の延長方向ではなく,長さ2の辺の中点を結ぶ方向である.

 平面に投影したとき

[1]△2は正三角形にみえる

[2]△3は正方形にみえる方向がある

[3]△4は正五角形にみえる方向はあるだろうか?

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 等面単体でなく,正単体であれば対角線の長さは等しいので,正n+1角形にみえる方向がある.

 たとえば,n−1次元正単体を底面とするn次元正単体で,新しく加わった軸上の正側に頂点をもち,中心が原点にくるようにすると,3次元正単体の頂点座標は

  A(−1/2,−√3/6,−√6/12)

  B(+1/2,−√3/6,−√6/12)

  C(   0,+√3/3,−√6/12)

  D(   0,    0,+√6/4)

とおくことができる.

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  A(−1/2,−√3/6,−√6/12)

  B(+1/2,−√3/6,−√6/12)

  C(   0,+√3/3,−√6/12)

  D(   0,    0,+√6/4)

の投影方向は,ABとCDの中点

  (0,−√3/6,−√6/12)

  (0,+√3/6,+√6/12)

を結んだ方向

  (0,+√3/6,+√6/12)

である.

 それに直交する原点を通る平面は

  √3/6y+√6/12z=0

  y+1/√2z=0

であるから

  A’(−1/2,−√3/6+s√3/6,−√6/12+s√6/12)

  B’(+1/2,−√3/6+s√3/6,−√6/12+s√6/12)

  C’(   0,+√3/3+s√3/6,−√6/12+s√6/12)

  D’(   0,     +s√3/6,+√6/4 +s√6/12)

A’(B’)

  −√3/6+s√3/6−√3/12+s√3/12=0

  s√3/4−√3/4=0→s=1

C’

  +√3/3+s√3/6−√3/12+s√3/12=0

  s√3/4+√3/4=0→s=−1

C’

  +s√3/6+√3/4+s√3/12=0

  s√3/4+√3/4=0→s=−1

  A’(−1/2,0,0)

  B’(+1/2,0,0)

  C’(   0,+√3/6,−√6/6)

  D’(   0,−√3/6,+√6/6)

 A’B’^2=1,A’C’^2=1/2,A’D’^2=1/2

 B’C’^2=1/2,A’D’^2=1/2

 C’D’^2=1→正方形

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