■n次元の立方体と直角三角錐(その48)

【1】3次元の半正多胞体の重複

 正四面体{3,3}(1,0,0)を切頂する場合,

[1]辺心に達するまで:切頂四面体

[2]辺心      :正八面体

[3]辺心から面心の間:切頂四面体の形

[4]面心      :正四面体

となる.

 辺の中点を通る場合:{3,3}(0,1,0)は八面体となるか,これは正八面体{3,4}(1,0,0)と同形である.同様に

  {3,3}(0,1,0)={3,4}(1,0,1):立方八面体

  {3,3}(1,1,1)={3,4}(1,1,0):切頂八面体

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【2】4次元の半正多胞体の重複

 4次元の超立方体の切断については

[1]辺の中点を通る場合:立方八面体と正四面体で囲まれる図形

[2]面の中心を通る場合:正24胞体

[3]胞の中心を通る場合:正16胞体

になる.とくに面の中心を通る場合:{3,3,4}(0,1,0,0)は正24胞体{3,4,3}(1,0,0,0)と同形である.

 同様に,

  {3,3,4}(1,0,1,0)={3,4,3}(0,1,0,0):48胞体

  {3,3,4}(1,1,1,0)={3,4,3}(1,1,0,0):正24胞体の切頂型となる48胞体で,切頂八面体と立方体で囲まれる図形

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【3】5次元以上の半正多胞体の重複

 立方体の基本単体と正単体の基本単体はn≧5では別物と考えられ,重複はないと思われる.

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【4】n次元単純半正多胞体の種類

 [参]石井源久「多次元半正多胞体のソリッドモデリングに対する研究」

には立方体に限らず,正四面体,正八面体,正十二面体,正二十面体,4次元正24胞体,その他に対する結果も網羅されている.

 n次元半正多胞体の形状ベクトルの次数はnであるから,n次元半正多胞体は1系列で2^n個あると考えるのは誤りである.自己双対かどうかによって変わってくるが,以下の表のようになる.括弧内の数字は正多胞体の数である.

次元 {3^n-1}{343}系 {3^n-24}{35}{335}系 重複

3       5(1)          7(2)     3(1)

4       9(1)         15(2)     3(1)

5      19(1)         31(2)      0

n 2^n-1+2^[(n-1)/2]−1(1)  2^n−1(2)      0

     積正多胞体              単純半正多胞体

     16(5)                11

     45(6)                39

     50(3)0               47

2^n+2^n-1+2^[(n-1)/2]−2(3)  2^n+2^n-1+2^[(n-1)/2]−5

 なお,3次元には単純半正多胞体以外の半正多胞体が(無限系列を除いて)3種類(ねじれ立方体,ねじれ12面体,ミラーのねじれ菱形立方八面体)ある.4次元では(無限系列を除いて)2種類(アリシア胞,コンウェイ胞)発見されているが,5次元以上では(無限系列を除いて)発見されていない.

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