■置換多面体の空間充填性(その301)
空間充填2^n+2n胞体について
{3,4}(110)
{3,3,4}(0100)
{3,3,3,4}(01100)
{3,3,3,3,4}(001000)
x=2/nとすると,それぞれの頂点座標は
2次元:(x,0)の置換
3次元:(x,x/2,0)の置換,1辺の長さx/2・√2
4次元:(x,x,0,0)の置換,1辺の長さx・√2
5次元:(x,x,x/2,0,0)の置換,1辺の長さx/2・√2
6次元:(x,x,x,0,0,0)の置換,1辺の長さx・√2
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面心の2倍のところに,空間充填相手の中心が来るので,切頂面と原正多胞体のn−1次元面の配置を調べてみると
[1]偶数次元
n=2のとき,0と2→(2x,0),(x,±x)
n=4のとき,2と4→(2x,0,0,0),(0,2x,0,0),(x,x,±x,±x)
n=6のとき,3と8→(2x,0,0,0,0,0),(0,2x,0,0,0,0),(0,0,2x,0,0,0),(x,x,x,±x,±x,±x)
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[2]奇数次元
n=3のとき,1と2→(2x,0,0),(x,x,±x)
n=5のとき,2と4→(2x,0,0,0,0),(0,2x,0,0,0),(x,x,x,±x,±x)
n=7のとき,3と8→(2x,0,0,0,0,0,0),(0,2x,0,0,0,0,0),(0,0,2x,0,0,0,0),(x,x,x,x,±x,±x,±x)
になる.
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また,頂点の2倍は
2次元:(2x,0)
3次元:(2x,x,0)
4次元:(2x,2x,0,0)
5次元:(2x,2x,x,0,0)
6次元:(2x,2x,2x,0,0,0)
ここに隙間ができるかどうかが問題となる.なお,二面角は3体で2πとなるため,辺接触は考えられず,点接触のみを考慮すればよい.
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[まとめ]空間充填多面体が正多面体のとき,高い対称性のため,隙間ができるようである.n=2,4のとき+2,それ以外は+1となる.
[1]偶数次元
n=2のとき,0と2→4
n=4のとき,2と4→8
n=6のとき,3と8→12
n=8のとき,4と16→21
n=10のとき,5と32→38
n=12のとき,6と64→71
[2]奇数次元
n=3のとき,1と2→4
n=5のとき,2と4→7
n=7のとき,3と8→12
n=9のとき,4と16→21
n=11のとき,5と32→38
n=12 とき,6と64→71
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