■置換多面体の空間充填性(その313)

 3次元図形でv=6といえば,三角柱か五角錐が頭に浮かぶ.(その309)において,

[a]4次元角錐とすると,・・・

  V=v+1=9→v=8

  E=e+v=18→e=10

  F=f+e=15→f=5

  C=1+f=6

となって,3次元図形は(v,e,f)=(8,10,5)となるが,何も浮かんでこない.おそらく,退化した図形になっているのだろう.

 今回のコラムでは(その306)をやり直してみたい.

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[1]{3,3,4}(0100)

  {3,4}(100)2個は(3,3,3,3)・・・頂点数6

  {3,3}(010)4個は(3,3,3,3)・・・頂点数6

  f3=(2/6+4/6)・f0=24

 頂点次数は8であるから,頂点数8,2次元面数6の図形.これは立方体と思われ,その辺数は12である.このことから

 頂点に集まる1次元面数は8

 頂点に集まる2次元面数は12

 頂点に集まる3次元面数は6

となるが,2次元面は{3}(1,0)だけである.その個数は12であるから

  f2=(12/3)・f0=96

  f1=(8/2)・f0=96

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[2]{3,3,3,4}(0,1,1,0,0)

 頂点回りには

  {3,3,4}(1,1,0,0)2個・・・頂点数48

  {3,3,3}(0,1,1,0)4個・・・頂点数30

である.

  f4=(2/48+4/30)f0

  f0=240よりf4=10+32=42

 頂点次数は6であるから頂点数6,3次元面数6である.4次元角錐とすると,・・・

  V=v+1=6

  E=e+v

  F=f+e

  C=1+f=6→v=5,f=5より四角錐と思われる.e=8

  E=13,F=13

以下の状況と合致する.

 頂点回りには

  {3,3,4}(1,1,0,0)2個・・・頂点数48

  {3,3,3}(0,1,1,0)4個・・・頂点数30

である.

  f4=(2/48+4/30)f0=10+32=42

 次はf3の番であるが,

  {3,4}(1,0,0)1個

  {3,3}(1,1,0)と{3,3}(0,1,1)あわせて12個

すなわち,点Pの周りに集まる3次元面は正八面体(頂点数6)1個と切頂四面体(頂点数12)12個である.

  f3=(1/6+12/12)・f0=7f0/6

 次はf2の番であるが,

  {3}(0,1)と{3}(1,0)あわせて5個

  {3}(1,1)8個

  f2=(5/3+8/6)・f0=3f0

 次はf1の番であるが,

  {}(1)6個

 逆に考えれば,f=(6,13,13,6)になる.

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 ワイソフ情報から,直接

 頂点に集まる1次元面数は6

 頂点に集まる2次元面数は13

 頂点に集まる3次元面数は13

 頂点に集まる4次元面数は6

であることを求める方法が見つからない.

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