■サマーヴィルの等面四面体(その587)

 柱の埋め込むことができるためには,柱の断面の形,辺の方向(二面閣の合致),鏡像が必要かどうかなどが重要である.

 ゴールドバーグの四面体で考えてみると

 A(0,0,0)

B(e/2,e√3/2,a)

C(−e/2,e√3/2,2a)

D(0,0,3a)

 b^2=e^2+a^2,c^2=e^2+4a^2

 sinα=b/c

は最長辺3aの方向の伸びる正三角柱を構成するものとする.

AB^2=e^2+a^2=b^2

AC^2=e^2+4a^2=c^2

AD^2=9a^2

BC^2=e^2+a^2=b^2

BD^2=e^2+4a^2=c^2

CD^2=e^2+a^2=b^2

辺の長さと二面角はそれぞれ

AB=b,α 

AC=c,π/2

AD=3a,π/3

BC=b,π−2α

BD=c,π/2

CD=b,α

sinα=b/cより,3a≧c≧b

 これを最短辺bの方向に伸ばすことを考える.AB,BC,CDのどの方向に伸ばせばよいだろうか? BCが二等辺三角形の要の位置に来るようにすればよいことがわかっている.

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[まとめ]a(1本)の方向にもb(3本)の方向にも充填が可能であるが,どちらの場合もその条件を満たすのは6本中1本だけである.これは高次元でも成り立つと思われ,4次元では10本中1本だけ,そうなると高次元ほど難しいぱずるとなる.

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