■置換多面体の空間充填性(その238)

 高次元準正多胞体において,頂点に集まるn−1次元胞については完全に理解できたが,頂点に集まるn−2次元以下の胞については,まだ理解が及んででいない.しばらく寝かせておいたが,いつまでたってもいいアイデアは浮かばない.やはりいいアイデアはいつも考えている頭のなかにこそ宿るものなのであろう.仕方がないから,正多面体の場合を考えてみたい.

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【1】3次元の場合

[1]{3,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元面数はそれぞれ3,3である.これは

  f1=3/2・f0

  f2=3/3・f0

として求めることができる.

[2]{3,4}の頂点の回りの集まる1次元,2次元面数はそれぞれ4,4である.これは

  f1=4/2・f0

  f2=4/3・f0

として求めることができる.

[3]{4,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元面数はそれぞれ3,3である.これは

  f1=3/2・f0

  f2=3/4・f0

として求めることができる.

[4]{3,5}の頂点の回りの集まる1次元,2次元面数はそれぞれ5,5である.これは

  f1=5/2・f0

  f2=5/3・f0

として求めることができる.

[5]{5,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元面数はそれぞれ3,3である.これは

  f1=3/2・f0

  f2=3/5・f0

として求めることができる.

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【2】4次元の場合

[1]{3,3,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ4,6,4である.これは

  f1=4/2・f0

  f2=6/3・f0

  f3=4/4・f0

として求めることができる.

[2]{3,3,4}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ6,12,8である.これは

  f1=6/2・f0

  f2=12/3・f0

  f3=8/4・f0

として求めることができる.

[3]{4,3,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ4,6,4である.これは

  f1=4/2・f0

  f2=6/4・f0

  f3=4/8・f0

として求めることができる.

[4]{3,4,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ8,12,6である.これは

  f1=8/2・f0

  f2=12/3・f0

  f3=6/6・f0

として求めることができる.

[5]{3,3,5}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ12,30,20である.これは

  f1=12/2・f0

  f2=30/3・f0

  f3=20/4・f0

として求めることができる.

[6]{5,3,3}の頂点の回りの集まる1次元,2次元,3次元面数はそれぞれ4,6,4である.これは

  f1=4/2・f0

  f2=6/5・f0

  f3=4/20・f0

として求めることができる.

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[まとめ]γn(超立方体)において,k次元胞を含むm次元胞(n>m>k≧0)の個数は,結果的にはαn(正単体)のときと同一になる.すなわち,

  (n−k,n−m)

 このことは

[1]γnがβn(正軸体)の双対(相反)であり,そのk次元胞がβnのn−k−1次元胞の数と一致すること

[2]βnの(n−1)次元以下の胞が正単体であること

から理解されるが,4次元正120胞体においてもこのことが成り立つのである.

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