■n次元角錐の高さ(その3)
コラム「和算にまなぶ(その3)」の定理は,4次元にも拡張することできることがわかったが,もうひとつの拡張する方向として,3次元の三角柱と三角錐,五角柱と五角錐にも成り立つことがわかっている.
正12面体のひとつの頂点を原点に移すと,1辺の長さ2の正12面体の基本単体の座標は,
a1=1,a2=√τ(τ^2+1)/5,a3=τa2
と表すことができる.
あとはわかればよいのは,正12面体の高さではなく,角錐の高さHである.
座標(a1,a2,a3,H)
と
(0,0,0,0)との距離が2であるから,
a1^2+a2^2+a3^2+H^2=4
H^2=3−τ(τ^2+1)/5−τ^3(τ^2+1)/5
=3−τ(τ^2+1)^2/5<0
3次元では存在するが,4次元では存在できないことがわかる.
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【補】正十二面体
τ=(1+√5)/2とおくと,正十二面体は立方体の頂点(±1,±1,±1)と(±τ,±1/τ,0)の巡回置換で表される点,合計20点を結んでできる.1辺の長さ2/τ,外接球の半径√3.
対角線の長さとその個数は
L1=2/τ,N1=3
L2=2,N2=6
L3=2√2,N3=6
L4=2τ,N4=3
L5=2√3,N5=1
V=20,K=1/3
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