■置換多面体の空間充填性(その125)

 (その118)〜(その120)では,任意の準正多面体であっても

  fn-1=(x/a+y/b+z/c+w/d+・・・)f0

において,直積の頂点数(a,b,c,・・・)は求められそうであった.

 fn-1=2(2^n−1)であるが,f0=(n+1)!は成り立たない.したがって,

  fn-1=(x/a+y/b+z/c+w/d+・・・)f0

において,

  x=y=z=w=・・・=1

は成り立たないかもしれない.(1,0,・・・,0,1)では,x=y=z=w=・・・=1が成り立つかどうかはわからないが,正単体系(1,0,・・・,0,1)について調べてみたい.

 すなわち,空間充填ではない2(2^n−1)胞体のファセット数はどうなるのだろうか?

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[1]{3,3}(1,0,1)

 小菱形立方八面体であるから

  f2=(1/3+2/4+1/3)f0=4+6+4=14

  3は{3}(0,1)の頂点数

  4は{}(1)×{}(1)の頂点数=2×2=4

が正しいようである.

[2]{3,3,3}(1,0,0,1)

  f3=(1/4+3/6+3/6+1/4)f0=5+10+10+5=30

  4は{3,3}(0,0,1)の頂点数

  6は{3}(0,1)×{}(1)の頂点数=3×2=6

が正しいようである.

[3]{3,3,3}(1,1,0,1)

  12は{3,3}(1,0,1)の頂点数

  6は{3}(0,1)×{}(1)の頂点数=3×2=6

  6は{}(1)×{3}(1,1)の頂点数=2×6=12

  12は{3,3}(1,1,0)の頂点数

となって,対称な形にならない.

  f3=(1/12+1/6+2/12+1/12)f0=5+10+10+5=30

が正しいようである.

[4]{3,3,3}(1,0,1,1)

  12は{3,3}(0,1,1)の頂点数

  12は{3}(1,1)×{}(1)の頂点数=6×2=12

  6は{}(1)×{3}(1,0)の頂点数=2×3=6

  12は{3,3}(1,0,1)の頂点数

となって,対称な形にならない.

  f3=(1/12+2/12+1/6+1/12)f0=5+10+10+5=30

が正しいようである.

[5]{3,3,3,3}(1,0,0,0,1)

  5は{3,3,3}(0,0,0,1)の頂点数

  8は{3,3}(0,0,1)×{}(1)の頂点数=4×2=8

  9は{3}(0,1)×{3}(1,0)の頂点数=3×3=9

  8は{}(1)×{3,3}(1,0,0)の頂点数=2×4=8

  5は{3,3,3}(1,0,0,0)の頂点数

  f4=(1/5+4/8+6/9+4/8+1/5)f0=6+15+20+15+6

が正しいようである.

[6]{3,3,3,3}(1,1,0,0,1)

  20は{3,3,3}(1,0,0,1)の頂点数

  8は{3,3}(0,0,1)×{}(1)の頂点数=4×2=8

  18は{3}(0,1)×{3}(1,1)の頂点数=3×6=18

  24は{}(1)×{3,3}(1,1,0)の頂点数=2×12=24

  20は{3,3,3}(1,1,0,0)の頂点数

  f4=(1/20+1/8+3/18+3/24+1/20)f0=6+15+20+15+6

が正しいようである.

[7]{3,3,3,3}(1,0,1,0,1)

  30は{3,3,3}(0,1,0,1)の頂点数

  24は{3,3}(1,0,1)×{}(1)の頂点数=12×2=24

  9は{3}(0,1)×{3}(1,0)の頂点数=3×3=9

  24は{}(1)×{3,3}(1,0,1)の頂点数=2×12=24

  30は{3,3,3}(1,0,1,0)の頂点数

  f4=(1/30+2/24+1/9+2/24+1/30)f0=6+15+20+15+6

が正しいようである.

[8]{3,3,3,3}(1,1,1,0,1)

  60は{3,3,3}(1,1,0,1)の頂点数

  24は{3,3}(1,0,1)×{}(1)の頂点数=12×2=24

  18は{3}(0,1)×{3}(1,1)の頂点数=3×6=18

  24は{}(1)×{3,3}(1,1,1)の頂点数=2×24=48

  60は{3,3,3}(1,1,1,0)の頂点数

  f4=(1/60+1/24+1/18+1/24+1/60)f0=6+15+20+15+6

が正しいようである.

[9]{3,3,3,3}(1,1,0,1,1)

  60は{3,3,3}(1,0,1,1)の頂点数

  24は{3,3}(0,1,1)×{}(1)の頂点数=12×2=24

  36は{3}(1,1)×{3}(1,1)の頂点数=6×6=36

  24は{}(1)×{3,3}(1,1,0)の頂点数=2×12=24

  60は{3,3,3}(1,1,0,1)の頂点数

  f4=(1/60+1/24+2/36+1/24+1/60)f0=6+15+20+15+6

が正しいようである.

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