■正四面体の断面(その5)

 不調の原因は,

  x+y+z+w=2

に直交する切断面:

  x+y+z−3w=0

  x+y−3z+w=0

  x−3y+z+w=0

 −3x+y+z+w=0

が互いに直交しないことである.

 すると,

  x+y+z+w=2

に対しては,これに直交する切断面:

  x+y−z−w=0

  x−y+z−w=0

  x−y−z+w=0

を考えるしかないのであろうか?

 直交性にこだわらず,正軸体の中心断面から第1象限のものだけをピックアップする方法を考えてみたい(ここでは辺の中点を通る複数の切断面を考えるが,それらの図形が最終的にひとつの切断面に載るかどうかは後で考えることのする).

===================================

 正八面体の6個の頂点を(±2,0,0),(0,±2,0),(0,0,±2)とし,平面:x+y+z=0で切った切り口を求めると,

  (−1,0,1),(0,−1,1)

  (−1,1,0),(1,−1,0)

  (1,0,−1),(0,1,−1)

となり,正六角形f=(6,6)が得られるというわけである.位相的には{3}(11)に等しい.

 中心を通る平面を

  x−y+0z=0(x−y=0)

  x+0y−z=0(x−z=0)

  0x+y−z=0)y−z=0)

として,辺x+y=2,x+z=2,y+z=2との交点を求めてみると

  x−y=0→(1,1,0),(0,0,2)

  x−z=0→(0,2,0),(1,0,1)

  y−z=0→(2,0,0),(0,1,1)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

 4次元では8個の頂点を(±2,0,0,0),(0,±2,0,0),(0,0,±2,0),(0,0,0,±2)とし,切断面:x+y+z+w=0で切った切り口を求めると,+1は1個,−1が1個,0が2個の座標をもつ12頂点

  ±(1,−1,0,0),±(1,0,−1,0),±(1,0,0,−1)

  ±(0,1,−1,0),±(0,1,0,−1),±(0,0,1,−1)

からなる図形であること判明する.これは立方八面体f=(12,24,14)である.位相的には{3,3}(101)に等しい.

 中心を通る平面を

  x−y=0,y−z=0,z−w=0,w−x=0

として,辺x+y=2,x+z=2,x+w=2,y+z=2,y+w=2,z+w=2の6辺との交点を求めてみると,

  x−y=0→(1,1,0,0),(0,0,2,0),(0,0,0,2),(0,0,1,1)

  y−z=0→(2,0,0,0),(1,0,0,1),(0,1,1,0),(0,0,0,2)

  z−w=0→(1,1,0,0),(2,0,0,0),(0,2,0,0),(0,0,1,1)

  w−x=0→(0,2,0,0),(0,0,2,0),(1,0,0,1),(0,1,1,0)

(1,1,0,0)(0,0,1,1)(0,1,1,0)(1,0,0,1)も4点が見つかった.

(1,1,0,0)−(0,1,1,0)=(−1,0,1,0)

(1,1,0,0)−(1,0,0,1)=(0,−1,0,1)

は直交する.この4点で正方形を作ることができそうである.

 念のため,x−z=0,y−w=0も追加してみる.

  x−z=0→(0,2,0,0),(1,0,1,0),(0,0,0,2),(0,1,0,1)

  y−w=0→(2,0,0,0),(1,0,1,0),(0,0,2,0),(0,1,0,1)

(1,0,1,0)(0,1,0,1)も見つかった.(1,1,0,0)を起点とするものでは(1,0,1,0)と(0,1,0,1)が直交するから,ペトリー多角形のもうひとつの頂点は(0,0,1,1).

===================================

[まとめ]辺の数は(n+1,2)本あるが,n個の座標の中で+1が2個,0がn−2個の座標をもつものから,真の頂点を選び出す必要がある.それにはx−y=0,・・・,z−w=0,w−x=0のn平面を計算すればよさそうである.あるいはもっと少なくて済むかもしれない.

===================================