■サマーヴィルの等面四面体(その745)
△3では2点が1点に投影されているので,△4では3点が1点に,△5では4点が1点にという考え方はあながち間違いでもなさそうである.
そうなれば,結局は△nを投影して実際に確かめてみるしかないと思われる.
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5次元の場合で解説すると
x=(x1,x1,x1,x1,x2)
y=(y1,y1,y1,y1,y2)
xs=(x1+s,x1+s,x1+s,x1+s,x2+s)
とおく.(x1,y1)=(1,0),(x2,y2)=(−1/2,√3/2)
5×5行列v=[v1,v2,v3,v4,v5]の逆行列v^-1をuとする.
u=[u11,u12,u13,u14,u15]
[u21,u22,u23,u24,u25]
[u31,u32,u33,u34,u35]
[u41,u42,u43,u44,u45]
[u51,u52,u53,u54,u55]
未知数sを含む2×5行列
[x1+s,x1+s,x1+s,x1+s,x2+s]
[y1, y1, y1, y1, y2]
との積の2×5行列を
r=[r11,r12,r13,r14,r15]
[r21,r22,r23,r24,r25]
とする.
r11=(x1+s)u11+(x1+s)u21+(x1+s)u31+(x1+s)u41+(x2+s)u51
r21=y1u11+y1u21+y1u31+y1u41+y2u51
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
r11=x1u11+su11+x1u21+su21+x1u31+su31+x1u41+su41+x2u51+su51
=x1u11+x1u21+x1u31+x1u41+x2u51+s(u11+u21+u31+u41+u51)
=x・u1+sumu1s
r21=y1u11+y1u21+y2u31+y2u41+y2u51=y・u1
と表すことができる.
r1 =[r11]=[sumu1s+x・u1]
[r12] [sumu2s+x・u2]
[r13] [sumu3s+x・u3]
[r14] [sumu4s+x・u4]
[r15] [sumu5s+x・u5]
|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.
またはr1・r2=0となるsは,1次方程式
r1・r2=sΣsumui(y・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)=0^
s=−Σ(x・ui)(y・ui)/Σsumui(y・ui)
最後に
[x2+s]=[r11,r12,r13,r14,r15][v6]
[ −y2] [r21,r22,r23,r24,r25]
に移るはずである.
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