■サマーヴィルの等面四面体(その528)

 正三角柱充填が可能であるためには,

  3(c^2−b^2)=a^2

が成り立つ必要がある.

 高次元の場合はどうなるのだろうか? アフィン変換を考えればよいので

  A=a^2=n

  B=b^2=2(n−1)

  C=c^2=3(n−2)

  D=d^2=4(n−3)

  E=e^2=5(n−4)

のケースだけ扱えばよい.

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【1】3次元の場合

 まずnを消去する.

 n=A=(B+2)/2=(C+6)/3

3!をかけると

 6A=3(B+2)=2(C+6)

 次に,定数を消去する

 (6A−3B)/6=(6A−2C)/12

 (2A−B)/2=(3A−C)/6

 3(2A−B)=(3A−C)

 3A=3B−C

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【2】4次元の場合

 n=A=(B+2)/2=(C+6)/3=(D+12)/4

4!をかけると

 24A=12(B+2)=8(C+6)=6(D+12)

(24A−12B)/24=(24A−8C)/48=(24A−6D)/72

(2A−B)/2=(3A−C)/6=(4A−D)/12

6(2A−B)=2(3A−C)=(4A−D)

 これから同次型は一意に求められるだろうか?

6A=6B−2C

2A=2C−D

このまま辺々を引けば

4A=6B−4C+D

となって,パスカルの三角形の係数が得られる.

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