■サマーヴィルの等面四面体(その724)
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)
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(x3,y3)
P4(x3,−y3)
P5(x2,−y2)
P6(x1,−y1)
x1=cos(ξ),y1=sin(ξ)
x2=cos(2ξ),y2=sin(2ξ)
x3=cos(3ξ),y3=sin(3ξ)
cosξ=(−1+√7)/6,sinξ={(28−2√7)/36}^1/2
x1=cosξ,y1=sinξ
x2=cos2ξ=2・cos^2ξ−1=(−1+√7)^2/18−1=
=(8−2√7)/18−1=(−10−2√7)/18
y2=sin2ξ=2sinξcosξ=(−1+√7)/3・{(28+2√7)/36}^1/2
x3=cos3ξ=4cos^3ξ−3cosξ
={(8−2√7)/36・4−3}cosξ
={(8−2√7)/9−27/9}cosξ
={(−19−2√7)/9}cosξ
y3=sin3ξ=−4sin^3ξ+3sinξ
={−4・(28+2√7)/36+3}sinξ
={−(28+2√7)/9+27/9}sinξ
={(−1−2√7)/9}sinξ
に一致すると仮定する.
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x=(x1,x1,x2,x2,x3,x3)
y=(y1,−y1,y2,−y2,y3,−y3)
xs=(x1+s,x1+s,x2+s,x2+s,x3+s,x3+s)
とおく.
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sを含む2×6行列
[x1+s,x1+s,x2+s,x2+s,x3+s,x3+s]
[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=)x1+s)u11+(x1+s)u21+(x2+s)u31+(x2+s)u41+(x3+s)u51+(x3+s)u61
r21=y1u11−y1u21+y2u31−y2u41+y3u51−y3u61
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
r1 =[r11]=[sumu1s+x・u1]
[r12] [sumu2s+x・u2]
[r13] [sumu3s+x・u3]
[r14] [sumu4s+x・u4]
[r15] [sumu5s+x・u5]
[r16] [sumu6s+x・u6]
|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.
2解とも直交行列の条件
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
を満たしている.
しかし,
[x4]=[r11,r12,r13,r14,r15,r16][v7]
[y4] [r21,r22,r23,r24,r25,r26]
(x4,y4)は(1,0)に移るのは一方だけである.
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