■単純リー環を使った面数数え上げ(その187)

 (その185)において,置換多面体の切頂・切稜点を

  yj=(2+jyj+1)/(j+2)

  yn=0

  yn-1=2/(n+1)

  yn-2=(2+2(n−2)/(n+1))/n=2(2n−1)/n(n+1)

  yn-3=2(1+(n−3)(2n−1)/n(n+1))/(n−1)=2(2n−1)/n(n+1)=6(n−1)/n(n+1)

としたが,このままでは難しいので,反転公式を作ると,

  (j+2)yj=2+jyj+1

  (j+2)yj−2=jyj+1

  yj+1=((j+2)yj−2)/j

これはj=0には対応していない.

 そこで,

  (y0−y1)=(y1−y2)/2=(y2−y3)/3=・・・=(yn-2−yn-1)/(n−1)=(yn-1−yn)/n=2/n(n+1)

を用いると

  1−y1=2/n(n+1)

  y1−y2=2・2/n(n+1)

  y2−y3=2・3/n(n+1)

  yn-2−yn-1=2・(n−1)/n(n+1)

  yn-1−yn=2・n/n(n+1)=2/(n+1)

が得られる.

 これらをxx行まで足しあわせると,

  1−y1=2(1)/n(n+1)

  1−y2=2(1+2)/n(n+1)

  1−y3=2(1+2+3)/n(n+1)

  1−yn=2(1+2+3+・・・+n)/n(n+1)=1

  y1=1−1・2/n(n+1)

  y2=1−2・3/n(n+1)

  y3=1−3・4/n(n+1)

  yn=1−n(n+1)/n(n+1)=0

 中心から各面までの距離は

  1−y1=(1・2)/n(n+1)

  1−y2=2(1+2)/n(n+1)=(2・3)/n(n+1)

  1−y3=2(1+2+3)/n(n+1)=(3・4)/n(n+1)

  1−yn=2(1+2+3+・・・+n)/n(n+1)=n(n+1)/n(n+1)=1

  a1^2(1−y1)=2/(1・2)・(1・2)/n(n+1)=2/n(n+1)

  a2^2(1−y2)=2/(2・3)・(2・3)/n(n+1)=2/n(n+1)

  a3^2(1−y3)=2/(3・4)・(3・4)/n(n+1)=2/n(n+1)

  an^2(1−yn)=2/(n・n+1)・(n・n+1)/n(n+1)=2/n(n+1)

を用いた方が計算がやさしい.

 PnP0に垂直なn次元超平面が点Qを通るのだが,原点をPnに移した方が紛らわしくないので

  a=(−a1,−a2,・・・,−an)

  q=(x1−a1,x2−a2,x3−a3,・・・,xn−an)

とすると,この超平面をa・(x−q)=0,a・x=a・q=cで表すと

  c0=−(a1x1+・・・+anxn)+(a1^2+・・・+an^2)

  c0=−(a1^2y1+・・・+an^2yn)+(a1^2+・・・+an^2)

  h0=|c0|/‖a‖,‖a‖=(a1^2+・・・+an^2)^1/2

 ここで,

  a1^2+・・・+an^2=2(1/1・2+1/2・3+・・・+1/n・(n+1))

=2(1/1−1/2+1/2−1/3+・・・+1/n−1/(n+1))

=2(1/1−1/(n+1))

=2・n/(n+1)

  a1^2(1−y1)+・・・+an^2(1−yn)

=2n/n(n+1)

 PnP1に垂直なn次元超平面では

  a=(0,−a2,・・・,−an)

  c1=−(a2x2+・・・+anxn)+(a2^2+・・・+an^2)

  c1=−(a2^2y2+・・・+an^2yn)+(a2^2+・・・+an^2)

  h1=|c1|/‖a‖,‖a‖=(a2^2+・・・+an^2)^1/2

 ここで,

  a2^2+・・・+an^2=2(1/2・3+・・・+1/n・(n+1))

=2(1/2−1/3+・・・+1/n−1/(n+1))

=2(1/2−1/(n+1))

=2・(n−1)/2(n+1)

  a2^2(1−y2)+・・・+an^2(1−yn)

=2(n−1)/n(n+1)

 PnPn-1に垂直なn次元超平面では

  a=(0,・・・,0,−an)

  cn-1=−anxn+an^2=−an^2yn+an^2

  hn-1=|cn-1|/‖a‖,‖a‖=(an^2)^1/2

  ‖ak‖^2=2/(k+1)(k+2)+・・・+2/n(n+1)=2(1/(k+1)−1/(n+1))=2(n−k)/(k+1)(n+1)

 ここで,

  an^2=2(1/n・(n+1))

=2(1/n−1/(n+1))

=2(1/n−1/(n+1))

=2・1/n(n+1)

  an^2(1−yn)=2/n(n+1)

 一般に,

  ‖aj‖^2=2(n−j)/(j+1)(n+1)

  cj=2(n−j)/n(n+1)

  hj={2(j+1)(n−j)/n^2(n+1)}^1/2

  1−y1=(1・2)/n(n+1)

  Hk=hk/2|1−y1|

={(k+1)(n−k)(n+1)/8}^1/2

で与えられる.

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