■サマーヴィルの等面四面体(その696)
n次元正単体のn+1個の頂点v1,v2,・・・,vn+1を単位円周上に写す.その際,4個の移り先(x1,±y1),(x2,±y2)は既知であるが,(x3,±y3)は未知である.それを求めたい.
x1^2+y1^2=1,x2^2+y2^2=1,x3^2+y3^2=1
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6次元正単体の7頂点
v1(+1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84)
v2(−1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84)
v3( 0,+2/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84)
v4( 0, 0,+3/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84)
v5( 0, 0, 0,+4/√40,−1/√60,−1/√84)
v6( 0, 0, 0, 0,+5/√60,−1/√84)
v7( 0, 0, 0, 0, 0,,+6/√84)
x2=−((5+√7)/12)^1/2
y2=((7−√7)/12)^1/2
x1=(−4+√7)/3・x2
y1=(2+√7)/3・y2
投影図上P1P2=P2P3=P3P4となっている.
v1〜v7を縦ベクトルとする.
v1[+1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84]’
v2[−1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84]’
v3[ 0,+2/√12,−1/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84]’
v4[ 0, 0,+3/√24,−1/√40,−1/√60,−1/√84]’
v5[ 0, 0, 0,+4/√40,−1/√60,−1/√84]’
v6[ 0, 0, 0, 0,+5/√60,−1/√84]’
v7[ 0, 0, 0, 0, 0,,+6/√84]’
6×6行列v=[v1,v2,v3,v4,v5,v6]の逆行列v^-1をuとする.
u=[u11,u12,u13,u14,u15,u16]
[u21,u22,u23,u24,u25,u26]
[u31,u32,u33,u34,u35,u36]
[u41,u42,u43,u44,u45,u46]
[u51,u52,u53,u54,u55,u56]
[u61,u62,u63,u64,u65,u66]
未知数(x3,±y3)を含む2×6行列
[x1, x1,x2, x2,x3, x3]
[y1,−y1,y2,−y2,y3,−y3]
との積の2×6行列を
r=[r11,r12,r13,r14,r15,r16]
[r21,r22,r23,r24,r25,r26]
とする.
r11=x1u11+x1u21+x2u31+x2u41+x3u51+x3u61
r21=y1u11−y1u21+y2u31−y2u41+y3u51−y3u61
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これは直交表列であって
r11r21+r12r22+r13r23+r14r24+r15r25+r16r26=0
r11^2+r12^2+r13^2+r14^2+r15^2+r16^2=r21^2+r22^2+r23^2+r24^2+r25^2+r26^2
が成り立つ.この連立方程式を解いて(x3,y3)を求める.
[x4]=[r11,r12,r13,r14,r15,r16][v7]
[y4] [r21,r22,r23,r24,r25,r26]
(x4,y4)は(1,0)か(-1,0)に移るはずである.
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もし,6×6行列vを三角行列にしたければ[v2,v3,v4,v5,v6,v7]
[x4]=[r11,r12,r13,r14,r15,r16][v1]
[y4] [r21,r22,r23,r24,r25,r26]
(x4,y4)は(1,0)か(-1,0)に移るはずである.
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