■拡張ワイソフ記号(その5)

 正三角形の切頂で考えると,直交方向の図形の伸縮では角度を保存できないことは明らかである.そこで,対称面との距離を計算するほうがよいと思われる.

 両者は方向余弦で変換可能であるかもしれないが,対称面との距離の場合,問題となるのは,中心からの距離である.線形性がないからだ.

===================================

 中心Pn(a1,・・・,an)と切頂切稜面の距離を求める.

  xj/aj=yj,y0=1,yn=0(xn=0)

  1/aj=bj,y=(y0,・・・,yn)

とおく.3次元の例で表すが

[1/√b1^2,−1/√b1^2,0,0]

[0,1/√b1^2+b2^2,−1/√b1^2+b2^2,0]

[0,0,1/√b2^2+b3^2,−1/√b2^2+b3^2]

  Ay=λw=(λm0,・・・,λmn-1)

を解く.

 切頂切稜面はPkPnに垂直で,点

  Q=(x1,・・・,xn)=(a1y1,・・・,anyn)

を通る.

PnP0=(−a1,−a2,・・・,−an)

PnP1=(0,−a2,−a3,・・・,−an)

PnPn-1=(0,・・・,0,−an)

 ファセットを定めている不等式は,

  a・x=c

で与えられる.一般に,超平面a・x=cと点x0の距離は

  |a・x0−c|/‖a‖

とくに,原点からファセットまでの距離は|c|/‖a‖となる.

 PnP0に垂直なn次元超平面が点Qを通るのだが,原点をPnに移した方が紛らわしくないので

  a=(−a1,−a2,・・・,−an)

  q=(x1−a1,x2−a2,x3−a3,・・・,xn−an)

とすると,この超平面をa・(x−q)=0,a・x=a・q=cで表すと

  c0=−(a1x1+・・・+anxn)+(a1^2+・・・+an^2)

  c0=−(a1^2y1+・・・+an^2yn)+(a1^2+・・・+an^2)

  h0=|c0|/‖d0‖,‖d0‖=(a1^2+・・・+an^2)^1/2

  h0=Σ(1,n)aj^2(1−yj)/{Σ(1,n)aj^2}^1/2

 PnP1に垂直なn次元超平面では

  a=(0,−a2,・・・,−an)

  c1=−(a2x2+・・・+anxn)+(a2^2+・・・+an^2)

  c1=−(a2^2y2+・・・+an^2yn)+(a2^2+・・・+an^2)

  h1=|c1|/‖d1‖,‖d1‖=(a2^2+・・・+an^2)^1/2

  h1=Σ(2,n)aj^2(1−yj)/{Σ(2,n)aj^2}^1/2

 PnPn-1に垂直なn次元超平面では

  a=(0,・・・,0,−an)

  cn-1=−anxn+an^2=−an^2yn+an^2

  hn-1=|cn-1|/‖dn-1‖,‖dn-1‖=(an^2)^1/2

  an^2yn=0

  hn-1=Σ(n,n)aj^2(1−yj)/{Σ(n,n)aj^2}^1/2

 辺の長さを規準辺1に規格化する.規準辺の長さは2λ.したがって,

  Hk=hk/2λ

===================================

[まとめ]{p1,・・・,pn-1}(m0,・・・,mn-1)の場合もフラグの体積Vn-j-1Λjが計算できていれば,当該多面体の体積が計算できることはわかったが,それほど簡単にいかないようだ.

===================================