■平行体の体積とグラミアン(その52)

 (その51)ではPnからでるn本の辺を求めましたが,今回のコラムではQからでるn本の垂線の足の座標を計算してみます.

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【1】切頂・切稜点から各面に下ろした垂線の足

 直線ax+by+c=0に点P(x0,y0)から下ろした垂線の足をQ(X,Y)とすると,

  aX+bY+c=0,(Y−y0)/(X−x0)=b/a

より,

  b(X−x0)−a(Y−y0)=0・・・(1)

 また,

  ax0+by0+c=ax0+by0−aX−bY=−a(X−x0)−b(Y−y0)

より

  a(X−x0)+b(Y−y0)=−(ax0+by0+c)・・・(2)

 (1),(2)より,垂線の足は

  X−x0=a(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

  Y−y0=b(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

 したがって,切頂・切稜点Q(x1,x2,・・・,xn-1,0)から,

  x1=a1平面

  x1/a1−x2/a2=0平面

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  xn-2/an-2−xn-1/an-1=0平面

に下ろした垂線の足の座標を(X1,X2,・・・,Xn-1,Xn)とすると,

[1]x1=a1平面

  X1−x1=1/a1(x1/a1)/(1/a1^2),

  X2−x2=0,・・・,Xn−xn=0

[2]x1/a1−x2/a2=0平面

  X1−x1=1/a1(x1/a1−x2/a2)/(1/a1^2+1/a2^2)

  X2−x2=1/a2(x1/a1−x2/a2)/(1/a1^2+1/a2^2),・・・,Xn−xn=0

[3]xn-2/an-2−xn-1/an-1=0平面

  X1−x1=0,X2−x2=0

  Xn-2−xn-2=1/an-2(xn-2/an-2−xn-1/an-1)/(1/an-2^2+1/an-1^2),Xn−xn=0

  Xn-1−xn-1=1/an-1(xn-2/an-2−xn-1/an-1)/(1/an-2^2+1/an-1^2),Xn−xn=0

 なお,ここで

  |x1/a1|/√(1/a1^2)=|x1/a1−x2/a2|/√(1/a1^2+1/a2^2)=|xn-2/an-2−xn-1/an-1|/√(1/an-2^2+1/an-1^2)

が成り立っていることを申し添えておく.

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