■ソーセージ予想

 n≧5のとき,n次元球を配置して,その凸包の体積を最小にするには,直線状に並べるの最善配置であると予想されています(ソーセージ予想).

 具体的にはn≧42のとき成り立つことが証明されています.ソーセージの表面積と体積を計算してみましょう.

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  Vn=π^n/2/Γ(n/2+1)

  Sn-1=nVn

  Vn=π^n/2/Γ(n/2+1)

  Vn-2=π^n/2-1/Γ(n/2)

Γ(n/2+1)=n/2・Γ(n/2)より,

  Vn-2=nπ^n/2/2πΓ(n/2+1)=n/2π・Vn

  Vn=2πVn-2/n

2π<7より,直観に反してn<7のときVnは最大になることがわかります(実際はn=5のとき最大になる).

  Vn+1=Sn/(n+1)

  Sn+1=(n+2)Vn+2=2πVn

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[注]ここでは,n球体はn次元における半径1の球体,n球面はn+1次元における半径1の球面として定義していますが,後者については,n次元における半径1の球面とする流儀もあります.

 その場合,等周比はS^n/V^n-1で定義されますが,n球体の体積とn球面の表面積を同じ次元の量として測りたい場合は,ここでの定義が便利です.

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