■n次元正多面体の辺と対角線(その70)

 (その53)にて,正多面体が半径1の球に内接しているとき,すべての辺と対角線の長さのd乗和(d=3〜6)を求めた.つねに整数とは限らないが,4乗和<6n,6乗和<20nの不等式をみたす.

  Σ(1,n)|P1Pj|<2cot(π/2n)

  Σ(1,n)|P1Pj|^3<6cot(π/2n)−2cot(3π/2n)

  Σ(1,n)|P1Pj|^5<20cot(π/2n)−10cot(3π/2n)+2cot(5π/2n)

  Σ(1,n)|P1Pj|^7<70cot(π/2n)−42cot(3π/2n)+14cot(5π/2n)−2cot(7π/2n)

の不等式をみたすことを確認してみたい.

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【1】d=1

[1]正四面体   :Q=4.89898>4.82843

[2]立方体    :Q=10.3631>10.0547

[3]正八面体   :Q=7.65685>7.46411

[4]正十二面体  :Q=26.4721>25.4124

[5]正二十面体  :Q=15.7638>15.1915

[6]正5胞体   :Q=6.32456>6.15537

[7]正8胞体   :Q=21.4135>20.3064

[8]正16胞体  :Q=10.4853>10.0547

[9]正24胞体  :Q=32.3417>30.5141

[10]正600胞体:Q=162.832>152.78

[11]正120胞体:Q=814.766>763.943

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【2】d=3

[1]正四面体   :Q=13.0639<13.6569

[2]立方体    :Q=25.6824<27.1708

[3]正八面体   :Q=19.3137<20.3923

[4]正十二面体  :Q=64.0214<67.9067

[5]正二十面体  :Q=38.4338<40.7461

[6]正5胞体   :Q=15.8114<17.013

[7]正8胞体   :Q=49.7552<54.326

[8]正16胞体  :Q=24.9706<27.1708

[9]正24胞体  :Q=74.5398<81.4877

[10]正600胞体:Q=372.52<407.437

[11]正120胞体:Q=1862.57<2037.18

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【3】d=5

[1]正四面体   :Q=34.8372<43.3137

[2]立方体    :Q=72.9956<86.9172

[3]正八面体   :Q=54.6472<65.177

[4]正十二面体  :Q=182.844<217.3

[5]正二十面体  :Q=109.691<130.379

[6]正5胞体   :Q=39.5285<54.2883

[7]正8胞体   :Q=132.295<173.84

[8]正16胞体  :Q=65.9411<86.9172

[9]正24胞体  :Q=198.649<260.76

[10]正600胞体:Q=993.368<1303.8

[11]正120胞体:Q=4966.85<6518.99

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【4】d=7

[1]正四面体   :Q=92.8992<150.628

[2]立方体    :Q=229.11<298.013

[3]正八面体   :Q=173.255<223.531

[4]正十二面体  :Q=568.911<745.028

[5]正二十面体  :Q=341.376<447.017

[6]正5胞体   :Q=98.8212<186.376

[7]正8胞体   :Q=386.944<596.022

[8]正16胞体  :Q=195.882<298.013

[9]正24胞体  :Q=578.005<894.033

[10]正600胞体:Q=2889.8<4470.17

[11]正120胞体:Q=14449<22350.8

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【5】まとめ

  d=1のとき,>

  d=2のとき,=

  d>2のとき,<

となることがわかった.

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