■テトラドロンのもうひとつの2等分
テトラドロンも最長辺の垂直2等分面は,テトラドロンを2個のペンタドロンに2等分する.高次元になっても同様の結果が得られる.
テトラドロンにはもうひとつの2等分面がある.それは最長辺の2等分点を通るが,非垂直の2等分面である.これは3次元だけなのか高次元でも成り立つ現象なのだろうか?
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【1】m次元単位立方体の断面
単位立方体を[−1/2,1/2]^mとする.ボールによる断面は
a=(0,0,・・・0,1/√2,1/√2)
で与えられる.3次元の場合,y+z=0である.
全体を(1,1,1)方向に平行移動させると
[0,1]^m
このとき,最長辺の2等分点(1/2,1/2,1/2)を通る断面は,
x+z=1
である.
基本単体
P0(0,0,0)
P1(1,0,0)
P2(1,1,0)
P3(1,1,1)
と断面x+z=1との交点は,
P0P1:x=0〜1,y=0,z=0→(1,0,0)
P1P2:x=1,y=0〜1,z=0→P1P2全体
P2P3:x=1,y=1,z=0〜1→(1,1,0)
P0P3:x−1=y−1=z−1→(1/2,1/2,1/2)
P1P3:x=1,y−1=z−1→(1,0,0)
P2P3:x=1,y=1,z=0〜1→(1,0,0)
断面の下側には
(0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),
(1/2,1/2,1/2)の4点
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この作業を4次元化すればよい.
基本単体
P0(0,0,0,0)
P1(1,0,0,0)
P2(1,1,0,0)
P3(1,1,1,0)
P4(1,1,1,1)
と断面x+w=1との交点は,
P0P1:x=0〜1,y=0,z=0,w=0→(1,0,0,0)
P0P2:x−1=y−1,z=0,w=0→(1,1,0,0)
P0P3:x−1=y−1=z−1,w=0→(1,1,1,0)
P0P4:x−1=y−1=z−1=w−1→(1/2,1/2,1/2,1/2)
P1P2:x=1,y=0〜1,z=0,w=0→P1P2全体
P1P3:x=1,y−1=z−1,w=0→P1P3全体
P1P4:x=1,y−1=z−1=w−1→(1,0,0,0)
P2P3:x=1,y=1,z=0〜1,w=0→(1,1,0,0)
P2P4:x=1,y=1,z−1=w−1→(1,1,0,0)
P3P4:x=1,y=1,z=1,w=0〜1→(1,0,0,0)
断面の下側には
(0,0,0,0),(1,0,0,0),(1,1,0,0),(1,1,1,0)
(1/2,1/2,1/2,1/2)の5点
一方,断面の上側には,
(1,1,1,1),(1,0,0,0),(1,1,0,0),(1,1,1,0)
(1/2,1/2,1/2,1/2)の5点
となって,合同(鏡像)になることが理解される.
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