■n次元の立方体と直角三角錐(その331)
点Qの座標が等差数列をなす切頂切稜正軸体について考えてみよう.
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【1】3次元正軸体の切頂と切稜
[4]形状ベクトル[1,1,0]の場合→切頂のみ
(x−y)/√2=(y−z)/√2,z=0
→(±x,±y,0)の置換であるから24通り
→x=2/3,y=1/3,z=0
→(x,y,0)は同じ象限に2本(y,x,0),(x,0,y)
他の象限に1本(x,0,−y)→(m=3)
→最小偏差Δ=yは0→y,y→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなす.
[7]形状ベクトル[1,1,1]の場合→切頂・切稜
(x−y)/√2=(y−z)/√2=z
→(±x,±y,±z)の置換であるから48通り
→z=1/(1+3√2),y=(1+√2)/(1+3√2),x=(1+2√2)/(1+3√2)
→(x,y,z)は同じ象限に1本(x,z,y),(y,x,z)
他の象限に1本(x,y,−z)→(m=3)
→最小偏差Δ=z√2はz→y,y→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなさない.
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【2】4次元正軸体の切頂と切稜
[11]形状ベクトル(1,1,1,0)の場合→切頂・切稜
w=0
(x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2
→(±x,±y,±z,0)の置換であるから192通り
→x=1/2,y=1/3,z=1/6,w=0
→(x,y,z,0)は同じ象限に3本(x,y,0,z),(x,z,y,0),(y,x,z,0)
他の象限に1本(x,y,0,−z)→(m=4)
→最小偏差Δ=zは0→z,z→y,y→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなす.
[15]形状ベクトル(1,1,1,1)の場合→切頂・切稜・切面
(x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=w
→(±x,±y,±z,±w)の置換であるから384通り
→w=1/(4+6√2),z=(1+√2)/(4+6√2),y=(1+2√2)/(4+6√2),x=(1+3√2)/(4+6√2)
→(x,y,z,w)は同じ象限に3本(x,y,w,z),(x,z,y,w),(y,x,z,w)
他の象限に1本(x,y,z,−w)→(m=4)
→最小偏差Δ=w√2はw→z,z→y,y→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなさない.
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【3】5次元正軸体の切頂と切稜
[26]形状ベクトル(1,1,1,1,0)の場合
v=0
(x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=(w−v)/√2
→(±x,±y,±z,±w,0)の置換
→w=1/10,z=2/10,y=3/10,z=4/10
→(x,y,z,w,0)は同じ象限に4本(x,y,z,0,w),(x,x,w,z,0),(x,z,y,w,0),(y,x,z,w,0)
他の象限に1本(x,y,z,0,−w)→(m=5)
→最小偏差Δ=wは0→w,w→z,z→y,y→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなす.
[31]形状ベクトル(1,1,1,1,1)の場合
(x−y)/√2=(y−z)/√2=(z−w)/√2=(w−v)/√2=v
→(±x,±x,±z,±w,±v)の置換
→v=1/(5+10√2),w=(1+√2)/(5+10√2),z=(1+2√2)/(5+10√2),y=(1+3√2)/(5+10√2),y=(1+4√2)/(5+10√2)
→(x,y,z,w,v)は同じ象限に4本(x,y,z,v,w),(x,y,w,z,v),(x,z,y,w,v),(y,x,z,w,v)
他の象限に1本(x,y,z,w,−v)→(m=5)
→最小偏差Δ=v√2はv→w,w→z,z→xの偏差である
は点Qの座標が等差数列をなさない.
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【4】まとめ
正軸体系の(0,・・・0,1)の座標は,
(0,±1,±2,・・・,±n−1)
の置換2^n-1・n!個である.たとえば,n=4の場合,
(0,±1,±2,,±3)→192個
単純多面体で辺数はn/2・2^n-1・n!,ファセット数は3^n−1−2^(n-1)nとなる.
それに対して,置換多面体とは,正単体系の(1,・・・1,1)で,その座標は(n+1)!,単純多面体で辺数はn/2・(n+1)!,ファセット数は2(2^n−1)である.
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