■n次元の立方体と直角三角錐(その229)

 (その199)ではPKまわりのQ数を直接的に求めた.ここでは,P0まわり,P1まわり・・・のQ数を直接的に求めることをことを考えてみたい.

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【1】f0公式

 k次元胞数をfkとおく.

  n次元正軸体:fk=(n,k+1)2^(k+1)

  n次元正単体:fk=(n+1,k+1)

[1]点QがPkにあるとき

  f0=Gkfk,  Gk=(k+1,k+1)=1

[2]点QがPjPkにあるとき

 PjPk(j<k)はk次元胞の中心Pkからj次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はk次元胞は何個のj次元胞で構成されているかに一致する.

 当該の数は,

  Gk=(k+1,j+1)

となるから,

  f0=Gkfk

  j=k−1ならばGk=(k+1,k)=(k+1,1)=k+1

  j=k−2ならばGk=(k+1,k−2)=(k+1,2)=k(k+1)/2

となる,

[3]点QがPiPjPkにあるとき

 PiPjPk(i<j<k)はk次元胞の中心Pkからj次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はk次元胞は何個のj次元胞で構成されているかとj次元胞の中心Pjからi次元胞の中心に向かう線分の数であるから,その数はj次元胞は何個のi次元胞で構成されているかに依存する.

 すると,当該の数は,

  Gk=(k+1,j+1)(j+1,i+1)

となるから,

  f0=Gkfk

  j=k−1ならば(k+1,k)=(k+1,1)=k+1

  i=j−1ならば(j+1,j)=(j+1,1)=j+1

となり,

  Gk=(k+1,j+1)(j+1,i+1)=(k+1)(j+1)=k(k+1)

となる.

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【2】P0まわり,P1まわり・・・のQ数

 f1公式に結びつくかどうかは不明であるが,ここではP0まわり,P1まわり・・・のQ数を直接的に求めることをことを考えてみたい.

[1]n次元正単体において,k次元胞に接する(それを含む)m次元胞(m>k)は,双対を考えて,n−k次元胞内のn−m次元胞と同数,

  (n−k,n−m)

です.

 nが小さい例で検してみると

[a]n=3,k=0,m=1→(3,2)=3   (OK)

[b]n=3,k=0,m=2→(3,1)=3   (OK)

[c]n=3,k=1,m=2→(2,1)=2   (OK)

[d]k=n−2,m=n−1→(2,1)=2   (OK)

 同様に,

[2]n次元正軸体において,k次元胞に接する(それを含む)m次元胞(m>m>k)は,2項係数を使って,

  2^m-k(n−1−k,m−k)

です.

 nが小さい例で検してみると

[a]n=3,k=0,m=1→2(2,1)=4   (OK)

[b]n=3,k=0,m=2→4(2,2)=4   (OK)

[c]n=3,k=1,m=2→2(1,1)=2   (OK)

[d]k=n−2,m=n−1→2(1,1)=2   (OK)

 なお,m<kのときは,k次元正単体の含むm次元胞の数は

  (k+1,m+1)

個になります.

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