■置換多面体の空間充填性(その34)
2^n+2n胞体の頂点次数ではなく,頂点周囲に集まるn−1胞体の数を求めたい.正24胞体の場合はn−1胞体が1種類なのでわかりやすかったが,難問になることは避けられない.
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[1]n=5のとき,{3334}(01100)
P1−P−P2: cosθ=1/2
P1−P−P3: cosθ=−1/2
P1−P−P4: cosθ=−1/2
P1−P−P5: cosθ=−1/2
P1−P−P6: cosθ=−1/2
P2−P−P3: cosθ=−1/2
P2−P−P4: cosθ=−1/2
P2−P−P5: cosθ=−1/2
P2−P−P6: cosθ=−1/2
P3−P−P4: cosθ=1/2
P3−P−P5: cosθ=0
P3−P−P6: cosθ=1/2
P4−P−P5: cosθ=1/2
P4−P−P6: cosθ=0
P5−P−P6: cosθ=1/2
P3−P−P5とP4−P−P6でcosθ=0となるが,実際に正方形面を作るのではなく,切頂面にできる正八面体の赤道となる.したがって,点Pは5枚の正三角形と4枚の正六角形で取り囲まれることになるから,
f2=(5/3+4/6)・f0=7f0/3
点Pの周りに集まる3次元面は正八面体(頂点数6)1個と切頂四面体(頂点数12)4個である.
f3=(1/6+4/12)・f0=f0/2
f0=240,f1=3f0,f2=7f0/3,f3=f0/2となって,オイラー・ポアンカレの公式を満たす.
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[2]n=6のとき,{33334}(001000)
この場合も実際に正方形面や正六角形面を作るのではなく,したがって,点Pは54枚の正三角形で取り囲まれることになるから,
f2=(54/3)・f0=18f0
点Pの周りに集まる3次元面は正八面体(頂点数6)36個と四面体(頂点数4)30個である.
f3=(30/4+36/6)・f0=27f0/2
f0=160,f1=9f0,f2=18f0,f3=27f0/2となるが,オイラー・ポアンカレの公式を満たすためには,
f4=7f0/2+76=636
である必要がある.
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