■サマーヴィルの等面四面体(その356)
最短辺の方向に伸長させると,長さは2で,断面は二等辺三角形2:√3:√3である.最長短の方向に辺の長さは√6で,断面は正三角形である.
すべての辺の方向に伸長させて断面を求めると,たとえば,△3の長さ2の辺方向の断面が(90°,45°,45°)なども解となる.しかし,△3には45°の二面角はないので直角二等辺三角形の柱状充填はできない.したがって,断面よりは,すべてのk次元面の二面角を求める方が重要である.
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二面角から検討すると
△の二面角:0,1/2
Fの二面角:0,1/2,1/3,1/√3
Gの二面角:0,1/2,1/4,√6/4
Hの二面角:0,1/2,1/5,√(2/5)
一般に
△nには1/2
Fnには1/3
Gnには1/4
Hnには1/5
および,その補角の1/2が現れるようだ.
2arccosθ=arccos(−1/k)
2θ^2−1=−1/k
θ^2=(k−1)/2k
一般化すると,これらは最短辺√n2本と次短辺√2(n−1)1本からなる二等辺三角形の二面角になっている.高さをHとすると
H^2=n−(n−1)/2=(n+1)/2
cosθ=√(n−1)/2/√n={(n−1)/2n}^1/2
cosθ/2=√(n+1)/2/√n={(n+1)/2n}^1/2
→cosθ=2・(n+1)/2n−1=1/n
となる.
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これが示していることは,頂角が
F4→arccos(1/4)
G5→arccos(1/5)
H6→arccos(1/6)
の三角柱になり,断面が直角二等辺三角形に近づいていくことがわかる.
[性質]n→∞のとき,Anのk次元面はCkに近づく.
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