■n次元の立方体と直角三角錐(その189)
正軸体・正単体ともに,P0P1,・・・の数は2f1,P1P2の数は3f2,P2P3は4f3,・・・と考えるのは早計と思ったのだが,k次元胞数をfkによって決まる場合は大域的なので,会合数を気にする必要はないかもしれない.
Pk-1Pkのまわりに集まる基本単体数は,正軸体では
2^nn!/(k+1)(n,k+1)2^(k+1)=2^(n-k-1)k!(n−k−1)!
k=1のとき,2^(n-2)1!(n−2)!
k=2のとき,2^(n-3)2!(n−3)!
k=3のとき,2^(n-4)3!(n−4)!
正単体では
(n+1)!/(k+1)(n+1,k+1)=k!(n−k)!
k=1のとき,1!(n−1)!
k=2のとき,2!(n−2)!
k=3のとき,3!(n−3)!
になるはずである.実際に計算してみることにした.
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【1】正軸体の場合
2^nn!/(k+1)(n,k+1)2^(k+1)=2^(n-k-1)k!(n−k−1)!
k=1のとき,2^(n-2)1!(n−2)!
k=2のとき,2^(n-3)2!(n−3)!
k=3のとき,2^(n-4)3!(n−4)!
k=4のとき,2^(n-5)4!(n−5)!
k=5のとき,2^(n-6)5!(n−6)!
n=3 n=4 n=5 n=6
k=1 2 8 48 384
k=2 2 4 16 76
k=3 − 6 12 48
k=4 − − 24 48
k=5 − − − 120
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【2】正単体の場合
(n+1)!/(k+1)(n+1,k+1)=k!(n−k)!
k=1のとき,1!(n−1)!
k=2のとき,2!(n−2)!
k=3のとき,3!(n−3)!
k=4のとき,4!(n−4)!
k=5のとき,5!(n−5)!
n=3 n=4 n=5 n=6
k=1 2 6 24 120
k=2 2 4 12 48
k=3 − 6 12 36
k=4 − − 24 48
k=5 − − − 120
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【3】まとめ
この表に斜線を引いて,斜線上に共通して
2→4→12→・・・
と並ぶ.これ以降も同じ数列になるのだろうか?
k=n−2を代入すると,
2^(n-k-1)k!(n−k−1)!=2(n−2)!
k!(n−k)!=2(n−2)!
となり,同じ数が順番に現れることがわかる.
k=n−1を代入すると,
2^(n-k-1)k!(n−k−1)!=(n−1)!
k!(n−k)!=(n−1)!
となり,同じ数が順番に現れることがわかる.
n次元の正軸体も正単体もファセットは等しく,(n−1)次元正単体であることの別表現になっているのである.
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