■サマーヴィルの等面四面体(その722)
4次元正単体の5頂点
v1(+1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40)
v2(−1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40)
v3( 0,+2/√12,−1/√24,−1/√40)
v4( 0, 0,+3/√24,−1/√40)
v5( 0, 0, 0,+4/√40)
を回転した結果をx軸方向に−sだけシフトすると
P0(1,0)
P1(x1,y1)
P2(x2,y2)
P3(x2,−y2)
P4(x1,−y1)
x1=cos(ξ),y1=sin(ξ)
x2=cos(2ξ),y2=sin(2ξ)
cosξ=−1/4,sinξ=(√15)/4
x1=cosξ=−1/4,y1=sinξ=(√15)/4
x2=cos2ξ=2・1/16−1=−7/8
y2=sin2ξ=−2・1/4・(√15)/4=−(√15)/8
に一致すると仮定する.
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x=(x1,x1,x2,x2)
y=(y1,−y1,y2,−y2)
xs=(x1+s,x1+s,x2+s,x2+s)
とおく.
v1〜v5を縦ベクトルとする.
v1[+1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40]’
v2[−1/2,−1/√12,−1/√24,−1/√40]’
v3[ 0,+2/√12,−1/√24,−1/√40]’
v4[ 0, 0,+3/√24,−1/√40]’
v5[ 0, 0, 0,+4/√40]’
4×4行列v=[v1,v2,v3,v4]の逆行列u=v^-1と
2×4行列[x1+s,x1+s,x2+s,x2+s]
[y1, −y1, y2, −y2]
との積の2×4行列を
r=[r11,r12,r13,r14]
[r21,r22,r23,r24]
とする.
r1 =[r11]=[sumu1s+x・u1]
[r12] [sumu2s+x・u2]
[r13] [sumu3s+x・u3]
[r14] [sumu4s+x・u4]
|r1|^2=(Σsumui^2)s^2+2(Σsumui(x・ui))s+(Σ(x・ui)^2)
また,|r2|^2=Σ(y・ui)^2
|r1|^2=|r2|^2となるsは,2次方程式
(Σsumui^2)s^2+2(Σsumui(x・ui))s+(Σ(x・ui)^2−Σ(y・ui)^2)=0
の解である.
s=0.875,0.25の2解とも直交行列の条件
r11r21+r12r22+r13r23+r14r24=0
r11^2+r12^2+r13^2+r14^2=r21^2+r22^2+r23^2+r24^2
を満たしている.
しかし,
[x3]=[r11,r12,r13,r14][v5]
[y3] [r21,r22,r23,r24]
(x3,y3)が(1,0)となるのはs=0.25の場合であった.
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