■置換多面体の空間充填性(その407)

 3次元多面体では,2次元面がオーバーラップしないため,うまくいったが,4次元ではどうなるだろうか?

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[1]{3,3,3}(1000)

 頂点数4,面数4の3次元図形を考えると四面体であるから,辺数は6.

  {3,3}(000)0個→(1000),1個

  {3}(00)×{}(1)0個→(1000),4個

  {}(0)×{3}(10)0個→(1000),6個

  {3}(100)4個→(1000),4個

0,4

0,0,6

0,0,0,4

 オーバーラップしているのは

  {}(0)×{3}(10)0個→(1000),6個

と思われる.

 三角形面は3・4−1・6=6と思われる.

  f2=6/3・f0=10  (OK)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

[2]{3,3,4}(1000)

 8面からなる図形で,頂点次数は6であるからその頂点は6である.これは正八面体と思われ,その辺数は12である.

  {3,4}(000)0個→(1000)1個

  {4}(00)×{}(1)0個→(1000)6個

  {}(0)×{3}(10)0個→(1000)12個

  {3,3}(100)8個→(1441)8個

0,6

0,0,12

0,0,0,8

 オーバーラップしているのは

  {}(0)×{3}(10)0個→(1000),12個

と思われる.

 三角形面は3・8−1・12=12と思われる.

  f2=12/3・f0=32  (OK)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

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

 頂点数6かつ面数5の図形を考える.これは三角柱と思われ,その辺数は9である.

  {3,3}(100)2個→(1331),2個

  {3}(00)×{}(0)0個→(1000),1個

  {}(0)×{3}(01)0個→(1000),3個

  ()×{3,3}(010)3個→(1000),3個

2,−1

6,0

6,0,3

2,0,0,3

 三角形数は3・2+4・3−1・3と思われる.

  f2=15/3・f0=32  (NG)

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

 6面からなる図形で,頂点次数は8であるからその頂点数は8である.これは立方体と思われ,その辺数は12である.

  {3,4}(100)2個→(1441)2個

  {4}(00)×{}(0)0個→(1000)1個

  {}(0)×{3}(01)0個→(1000)4個

  {3,3}(010)4個→(1441)4個

2,−1

8,0

8,0,4

2,0,0,4

 三角形数は4・2+4・4−1・4と思われる.

  f2=20/3・f0=160  (NG)

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[まとめ]包除原理をどのように適用すればよいだろうか?

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