■n次元の立方体と直角三角錐(その305)

 正軸体の形状ベクトルに関係した(4次元の)

  (x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=w

  x+y+z+w=1

の正単体版対応物を求めてみるためには,立方格子の格子線の交角を60°になるようにゆかめた斜交座標系を考える.

 すると,点Q(x1,x2,・・・,xn-1,0)から,

  x1=a1平面(1−x1/a1=0平面)

  x1/a1−x2/a2=0平面

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  xn-2/an-2−xn-1/an-1=0平面

までの距離が等しいことより,

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

  xn=0

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 この計算はP0が原点になるようにしたうえで,基本単体上の原点を通らない平面

  x1=a1平面(1−x1/a1=0平面)

と原点を通る平面

  x1/a1−x2/a2=0平面

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  xn-2/an-2−xn-1/an-1=0平面

までの距離が等しい点Q(x1,x2,・・・,xn-1,0)を求めるものである.

 これで求められた点Qは,同じファセットxn=0上へ反転することができる.それでは他のファセット(xn≠0)上に反転するにはどうしたらいいだろうか?

 基本単体の頂点(a1,a2,a3,a4,・・・,an)は,正単体の重心であるから

  xn-1/an-1−xn/an=0平面

に関して反転すると他のファセット(xn≠0)上に反転されることになる.

 それをさらに

  x1=a1平面(1−x1/a1=0平面)

  x1/a1−x2/a2=0平面

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  xn-2/an-2−xn-1/an-1=0平面

に関して反転することを繰り返すのである.

 なお,各ファセットの重心座標は,

  P0(0,0,0,0,・・・,0)

  P1(2a1,0,0,0,・・・,0)

  P2(a1,3a2,0,0,・・・,0)

  P3(a1,a2,4a3,0,・・・,0)

  ・・・・・・・・・・・・・

  Pn-1(a1,a2,a3,a4,・・・,nan-1,0)

  Pn(a1,a2,a3,a4,・・・,(n+1)an)

であるから,たとえば,P1を外したファセットでは

  ((n−1)a1/n,(n+1)a2/n,・・・,(n+1)an/n)

P2を外したファセットでは

  (a1,(n−2)a2/n,(n+1)a3/n,・・・,(n+1)an/n)

P3を外したファセットでは

  (a1,a2,(n−3)a3/n,(n+1)a4/n,・・・,(n+1)an/n)

となる.

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