n次元正単体はn+1次元空間内のn+1個の単位点(1つだけ座標が1で他が0である点)
V1(1,0,・・・,0,0)
V2(0,1,・・・,0,0)
・・・・・・・・・・・・・・
Vn+1(0,0,・・・,0,1)
から生成される.これらの頂点間距離は√2である.
その際,0次元面〜n次元面の中心は
{V1,V2,・・・,Vr}
から生成されるので,
P0(1,0,0,・・・,0)
P1(1/2,1/2,0,・・・,0)
P2(1/3,1/3,1/3,・・・,0)
Pn-1(1/n,1/n,1/n,・・・,0)
Pn(1/(n+1),1/(n+1),・・・,1/(n+1))
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【1】正単体の基本単体の切断
原始的平行多面体の元素を求めるには,n次元正単体の基本単体を辺に垂直なn次元超平面で切断すればよいことがわかるだろう.そして,最終的に頂点となるのはS=n(n+1)/2として
Q=(n/S,(n−1)/S,(n−2)/S,・・・,0)
である.
PnP0=(1−1/(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))
PnP1=(1/2−1/(n+1),1/2−1/(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1))
PnPn-2=(1/(n−1)−1/(n+1),・・・,−1/(n+1),−1/(n+1))
PnP0に垂直なn次元超平面が点Qを通るから,この超平面をa・x=cで表すと
c=n/2S
PnP1に垂直なn次元超平面では
c=(n−1)/2S
PnPn-2に垂直なn次元超平面では
c=2/2S
問題はどの頂点を切頂しどの辺を切稜するのかである.当初は
[1]P0,P1,・・・,Pn-2をすべて切断する
[2]P0,P1,・・・,P[(n−1)/2]を切断する
ことを考えたのであるが,
[3]P0を切頂し,P1を切稜する
だけでよいことがわかった.P2を切断すると基本単体の間に隙間を生じてしまうからである.
PnP0に垂直なn次元超平面が点Qを通るから,この超平面をa・x=cで表すと
c=n/2S
であることは前述したとおりであるが,この超平面は点P1は通らない.また,この超平面と辺Pn-1P0との交点は
Pn-1P0=(1−1/n,−1/n,・・・,−1/n,0)
より,
xn+1=0
(x1−1)/(1/n−1)=x2/(1/n)=・・=xn/(1/n)=k
を
(1−1/(n+1))x1−1/(n+1)(x2+・・+xn+1)=n/2S
に代入すると求めることができる.
具体的には計算しないが,この操作によって,2次元では凧型,3次元ではc-squadronができる.n=2の場合は例外であるが,n次元では頂点数2n+2,胞数n+3となる.
また,それぞれ二等分することができる.二等分体となる鏡像体は(n+2)胞体をなすことになる.また,二等分体の頂点は点P2〜Pn-1,それらと点P0を結ぶ辺上の交点,点Pn,辺P1P2,P1Pn上の交点および点Qの2n個である.n=2の場合は例外であるが,n次元の場合はn−1次元単体を動かしてできる単体柱?
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