■基本単体の二面角(その54)
格子は球充填問題の解を与える.同じ大きさの球を最も密に詰め込む方法は,8次元まではよく知られていて
A1,A2,D3,D4,D5,E6,E7,E8
である.
ルート格子Anはn+1個の整数からなり,その和が0であるベクトル(x0,x1,x2,・・・,xn)の集合,Dnはベクトル(x1,x2,・・・,xn)の成分がすべて整数でかつそれらの和が偶数となる格子で,チェス盤を考えればよい.
E8格子はベクトル(x1,x2,・・・,x8)において,成分がすべて整数であるかすべて半整数であるかであって,それらの総和が偶数.E7格子はE8に含まれるベクトルで,x1+x2+・・・+x8=0を満たすもの.E6格子はE8に含まれるベクトルで,x1+x8=x2+・・・+x7=0を満たすものの集合である.ノルムが2のベクトルで生成される整格子はルート格子An,Dn,En(の直和)である(ヴィットの補題).
n ルート 球充填密度
2 A2 π/2√3=0.906(ラグランジュ1773,ガウス1831)
3 A3 π/3√2=0.740(ガウス1831)
4 D4 π^2/16=0.617(Korkine,Zolotareff,1872)
5 D5 π^2/15√2=0.465(Korkine,Zolotareff,1877)
6 E6 π^3/48√3=0.373(Blichfeldt,1925)
7 E7 π^3/105=0.295(Blichfeldt,1926)
8 E8 π^4/384=0.254(Blichfeldt,1934)
歴史を振り返ってみると,n<3はガウス(1831年),n=4,5の場合は1870年代にコルキンとゾロタレフ,n=6,7,8は1935年までにブリチェフェルドにより解決された.
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