■平行体の体積とグラミアン(その47)

 1辺の長さ1の立方体の体積は1,正六角柱の体積は3√3/2,切頂八面体の体積は8√2,・・・.平行体の体積計算では,2つの方法

[1]漸化式

[2]行列式

が考えられる.

 今回のコラムでは,2つの方法で計算してみて,ミンコフスキー和が正しく計算されているかどうかを調べてみる.

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【1】菱形十二面体の体積

  v1(1,1,1)

  v2(1,−1,1)

  v3(−1,1,1)

  v4(−1,−1,1)

を頂点とする菱形十二面体の体積は16である.

 これは

  菱形面の面積:S=2√2

  菱形面の中心までの距離:H=√2

  V=1/3・S・H・12=16

として求めることもできる.辺の長さを1に規格化すると

  V=16/(√3)^3=16√3/9

 一方,ミンコフスキー和の計算は,

  v1(1,1,1)

  v2(1,−1,1)

  v3(−1,1,1)

  v4(−1,−1,1)

をそれぞれノルムで割って規格化したものから3つ選ぶ,すなわち(4,3)個の項をもつ.

 実際の計算は阪本ひろむ氏にお願いしたが,その結果も

  V=16/(√3)^3=16√3/9

となって,2つの方法で計算した結果が一致することが確認できた.

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【2】長菱形十二面体の体積

 中心から頂点までの距離が2の正方形の面積は8であるから,高さが√3の正四角柱の体積を加えると,長菱形十二面体の体積は

  V=16+8√3

 辺の長さを1に規格化すると

  V=(16+8√3)/(√3)^3=16√3/9+8/3

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