これまでわかったことは,置換多面体の場合
Nk^(n)=n+1Ck+1
正軸体版の場合
Nk^(n)=2^(k+1)nCk+1
として,k次元面数は,
fk^(n)=N0^(n)fk^(n-1)+N1^(n)fk-1^(n-2)+α(n) (n≧k+2)
α(n)が問題となることがわかったが,f3公式では
α(n)=N2^(n)fk-2^(n-3)
fk^(n)=N0^(n)fk^(n-1)+N1^(n)fk-1^(n-2)+N2^(n)fk-2^(n-3)
のようになるかもしれないというアイデアが浮かぶ.
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【1】置換多面体のf1,f2公式 (n≧4)
f1^(n)=n+1C1f1^(n-1)+n+1C2f0^(n-2)
=(n+1)f1^(n-1)+n(n+1)/2・f0^(n-2)
f2^(n)=n+1C1f2^(n-1)+n+1C2f1^(n-2)+(n+1)!/6
=(n+1)f2^(n-1)+n(n+1)/2・f1^(n-2)+f0^(n)/3!
において,
f0^(n)=(n+1)!,f1^(n)=n/2f0^(n)
であるから,
f0^(n-3)=(n−2)!
また,
n+1C3=(n−1)n(n+1)/6
であるから,
(n+1)!/6=n+1C3f0^(n-3)
したがって,
f2^(n)=n+1C1f2^(n-1)+n+1C2f1^(n-2)+n+1C3f0^(n-3)
=(n+1)f2^(n-1)+n(n+1)/2・f1^(n-2)+(n−1)n(n+1)/6f0^(n)
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【2】正軸体版のg1,g2公式 (n≧4)
置換多面体のf1,f2公式と区別するためにg1,g2公式とするが,
g1^(n)=2nC1g1^(n-1)+2^2nC2g0^(n-2)
=2ng1^(n-1)+2n(n−1)g0^(n-2)
g2^(n)=2nC1g2^(n-1)+2^2nC2g1^(n-2)+2^nn!/6
=2ng2^(n-1)+2n(n−1)g1^(n-2)+g0^(n)/3!
において,
g0^(n)=2^nn!,g1^(n)=n/2g0^(n)
であるから,
g0^(n-3)=2^(n-3)(n−3)!
また,
2^3nC3=2^3n(n−1)(n−2)/6
であるから,
2^nn!/6=2^3nC3g0^(n-3)
したがって,
g2^(n)=2nC1g2^(n-1)+2^2nC2g1^(n-2)+2^3nC3g0^(n-3)
=2ng2^(n-1)+2n(n−1)g1^(n-2)+4n(n−1)(n−2)g0^(n-3)/3
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【3】置換多面体のf3公式 (n≧5)
f3^(n)=n+1C1f3^(n-1)+n+1C2f2^(n-2)+n+1C3f1^(n-3)+n+1C4f1^(n-4)
の形が想定されるが,調べてみたところ,うまく適合した.
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【4】置換多面体のf4公式 (n≧6)
正軸体版は後回しにしてf4公式も調べてみる.
f4^(n)=n+1C1f4^(n-1)+n+1C2f3^(n-2)+n+1C2f2^(n-3)+n+1C4f1^(n-4)+n+1C5f0^(n-5)
も適合.
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【5】正軸体版のg3公式 (n≧5)
g3^(n)=2nC1g3^(n-1)+2^2nC2g2^(n-2)+2^3nC3g1^(n-3)+2^4nC4g0^(n-4)→適合
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【6】正軸体版のg4公式 (n≧6)
g4^(n)=2nC1g4^(n-1)+2^2nC2g3^(n-2)+2^3nC2g1^(n-3)+2^4nC4g1^(n-4)+2^5nC5g0^(n-5)→適合
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【7】まとめ
(その74)ではいくつか考察の誤りもあるが,最終的には
置換多面体の場合・・・Nk^(n)=n+1Ck+1
正軸体版の場合・・・・Nk^(n)=2^(k+1)nCk+1
として,
fk^(n)=Σ(j=0~k)Nj^(n)f(k-j)^(n-1ーj) (k≦n−2)
ときれいな形にまとまった.また,fn^(n)=1とすれば(k≦n−1)とすることもできる.
先人達も苦心した難題はこれで完結.次はこれらの体積公式を求めてみたい.漸化式の形で求めるのが良かろうと思う.
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