■プラトンの立体(その11)

【1】4次元正多胞体

 3次元正多面体の二面角δは

 {3,3}→cosδ=1/3  (δ=70.5°)

 {3,4}→cosδ=−1/3  (δ=109.5°)

 {3,5}→cosδ=−√5/3  (δ=138.2°)

 {4,3}→cosδ=0  (δ=90°)

 {5,3}→cosδ=−√5/5  (δ=116.6°)

である.

 3次元同様,4次元正多胞体の候補となるのは,二面角が120°未満であるあるから,

[1]{3,3}を用いるならば,ひとつの辺にそれを3個,4個,5個集めることができる.→{3,3,3},(3,3,4},{3,3,5}

[2]{3,4}を用いるならば,ひとつの辺にそれを3個集めることができる.→{3,4,3}

[3]{4,3}を用いるならば,ひとつの辺にそれを3個集めることができる.→{4,3,3}

[3]{5,3}を用いるならば,ひとつの辺にそれを3個集めることができる.→{5,3,3}

 4次元正多胞体は最大でも6つしかないことになる.

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【2】5次元正多胞体

 4次元正多胞体の二胞角δは

 {3,3,3}→cosδ=1/4  (δ=75.5°)

 {3,3,4}→cosδ=−1/2  (δ=120°)

 {3,3,5}→cosδ=−(1+3√5)/8  (δ=164.5°)

 {3,4,3}→cosδ=−1/2  (δ=120°)

 {4,3,3}→cosδ=0  (δ=90°)

 {5,3,3}→cosδ=−(1+√5)/4  (δ=144°)

である.

 5次元正多胞体の候補となるのは,二胞角が120°未満であるあるから,

[1]{3,3,3}を用いるならば,ひとつの面にそれを3個,4個集めることができる.二面角が72°以上であるから5個集めることはできない.→{3,3,3,3},(3,3,3,4}

[2]{4,3,3}を用いるならば,ひとつの面にそれを3個集めることができる.→{4,3,3}

 5次元正多胞体は最大でも3つしかないことになる.

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【3】n(≧5)次元正多胞体

 n次元正多胞体の二胞角δは

 {3,3,,・・,3}→cosδ=1/n  (75.5°<δ<90°)

 {3,3,,・・,4}→cosδ=−(n−2)/n  (120°<δ<180°)

 {4,3,,・・,3}→cosδ=0  (δ=90°)

である.

 n次元正多胞体の候補となるのは,二胞角が120°未満であるあるから,

[1]{3,3,・・,3}を用いるならば,ひとつのn−3次元面にそれを3個,4個集めることができる.二面角が72°以上であるから5個集めることはできない.→{3,3,・・,3,3},(3,3,・・,3,4}

[2]{4,3,・・,3}を用いるならば,ひとつのn−3次元面にそれを3個集めることができる.→{4,3,・・3,3}

 n(≧5)次元正多胞体は最大でも3つしかないことになる.

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