■n次元正多面体の辺と対角線(その76)

 (その75)において,mが偶数のとき,

  Σ|QPj|^m=mCm/2・n

が成り立つことをみたが,(ただしn>m/2)という条件がどこから派生するのかは明らかにならなかった.

 今回のコラムでは,もうひとつ積み残しの問題を片づけたい.

  Σ|QPj|^m

の値は

  m=1のとき,(正多面体)>(正多角形)

  m=2のとき,(正多面体)=(正多角形)

  m>2のとき,(正多面体)<(正多角形)

となることがわかっているが,m<1の場合はどうなるのだろうか?

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【1】m=0(Q=n−1)

[1]正四面体   :Q=3

[2]立方体    :Q=7

[3]正八面体   :Q=5

[4]正十二面体  :Q=19

[5]正二十面体  :Q=11

[6]正5胞体   :Q=4

[7]正8胞体   :Q=15

[8]正16胞体  :Q=7

[9]正24胞体  :Q=23

[10]正600胞体:Q=119

[11]正120胞体:Q=599

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【2】m=−1

[1]正四面体   :Q=1.83712<1.91421

[2]立方体    :Q=4.93519<5.60973

[3]正八面体   :Q=3.32843<3.6547

[4]正十二面体  :Q=15.1599<19.869

[5]正二十面体  :Q=8.19421<9.96787

[6]正5胞体   :Q=2.25982<2.75276

[7]正8胞体   :Q=11.052<14.7578

[8]正16胞体  :Q=4.74246<5.60973

[9]正24胞体  :Q=17.3614<25.2364

[10]正600胞体:Q=96.6096<187.664

[11]正120胞体:Q=501.33<1245.64

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【3】m=−2(Q=(n^2−1)/12)

[1]正四面体   :Q=1,125<1.25

[2]立方体    :Q=3.625<5.25

[3]正八面体   :Q=2.25<2.91667

[4]正十二面体  :Q=13.75<33.25

[5]正二十面体  :Q=6.5<11.9167

[6]正5胞体   :Q=1.6<2

[7]正8胞体   :Q=8.58333<21.25

[8]正16胞体  :Q=3.25<5.25

[9]正24胞体  :Q=13.9167<47.9167

[10]正600胞体:Q=89.9167<1199.92

[11]正120胞体:Q=521.22<29999.9

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【4】m=−3

[1]正四面体   :Q=.688919<.832105

[2]立方体    :Q=2.76248<5.60999

[3]正八面体   :Q=1.53921<2.50989

[4]正十二面体  :Q=14.1142<79.8875

[5]正二十面体  :Q=5.44157<30.7843

[6]正5胞体   :Q=1.01193<1.52169

[7]正8胞体   :Q=7.01612<41.4364

[8]正16胞体  :Q=2.24632<5.60999

[9]正24胞体  :Q=11.7859<136.975

[10]正600胞体:Q=97.3764<16768.3

[11]正120胞体:Q=748.259<2.0923×10^6

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【5】m=−4

[1]正四面体   :Q=.421875<.562499

[2]立方体    :Q=2.17187<6.56245

[3]正八面体   :Q=1.0625<2.28471

[4]正十二面体  :Q=16.0937<227.756

[5]正二十面体  :Q=4.75<56.4008

[6]正5胞体   :Q=.64<1.2

[7]正8胞体   :Q=6.00694<94.5605

[8]正16胞体  :Q=1.5625<6.56245

[9]正24胞体  :Q=10.4514<468.77

[10]正600胞体:Q=120.985<288145

[11]正120胞体:Q=1531.32<1.79843×10^8

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【6】m=−5

[1]正四面体   :Q=.258345<.384302

[2]立方体    :Q=1.75101<8.09274

[3]正八面体   :Q=.738357<2.15953

[4]正十二面体  :Q=19.8099<694.252

[5]正二十面体  :Q=4.27252<106.337

[6]正5胞体   :Q=.404772<.971133

[7]正8胞体   :Q=5.34851<230.651

[8]正16胞体  :Q=1.09191<8.09278

[9]正24胞体  :Q=9.60511<1714.7

[10]正600胞体:Q=166.608<5.2719×10^6

[11]正120胞体:Q=4096.29<1.64493×10^10

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【7】m=−6

[1]正四面体   :Q=.158203<.265624

[2]立方体    :Q=1.43945<10.2655

[3]正八面体   :Q=.515625<2.08968

[4]正十二面体  :Q=25.6445<2172.97

[5]正二十面体  :Q=3.92187<447.017

[6]正5胞体   :Q=.256<.799995

[7]正8胞体   :Q=4.91377<578.247

[8]正16胞体  :Q=.765625<10.2655

[9]正24胞体  :Q=9.06192<6436.02

[10]正600胞体:Q=245.306<9.87857×10^7

[11]正120胞体:Q=12779.8<1.54075×10^12

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【8】まとめ

  m<0のとき,(正多面体)<(正多角形)

  m=0のとき,(正多面体)=(正多角形)

  m=1のとき,(正多面体)>(正多角形)

  m=2のとき,(正多面体)=(正多角形)

  m>2のとき,(正多面体)<(正多角形)

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