■サマーヴィルの等面四面体(その754)
r1・r2=tΣsumui(x・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)=0^
t=−Σ(x・ui)(y・ui)/Σsumui(x・ui)
のように簡単にはなるかどうか,確認しておきたい.
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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)
yt=(y1+t,y1+t,y1+t,y1+t,y2+t)
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+t,y1+t,y1+t,y1+t,y2+t]
との積の2×5行列を
r=[r11,r12,r13,r14,r15]
[r21,r22,r23,r24,r25]
とする.
最後に
[x2+s] =[r11,r12,r13,r14,r15][v6]
[−y2+t] [r21,r22,r23,r24,r25]
に移るはずと思ったのであるが,勘違いだった.実際は・・・
r11=(x1+s)u11+(x1+s)u21+(x1+s)u31+(x1+s)u41+(x2+s)u51
r21=(y1+t)u11+(y1+t)u21+(y1+t)u31+(y1+t)u41+(y2+t)u51
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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+t(u11+u21+u31+u41+u51)=y・u1+sumu1t
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]
r2 =[r21]=[sumu1t+y・u1]
[r22] [sumu2t+y・u2]
[r23] [sumu3t+y・u3]
[r24] [sumu4t+y・u4]
[r25] [sumu5t+y・u5]
[1]r1・r2=0となるs,tは,
r1・r2=sΣsumui(y・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)+st(Σ(sumui)^2+tΣsumui(x・ui)=0の解であるが,これだけでは決定できない.
r1・r2=tΣsumui(x・ui)+Σ(x・ui)(y・ui)=0^
t=−Σ(x・ui)(y・ui)/Σsumui(x・ui)
のような簡単な形にならないことはわかった.
[2]
|r1|^2=(Σsumui^2)s^2+2(Σsumui(x・ui))s+(Σ(x・ui)^2)
|r2|^2=(Σsumui^2)t^2+2(Σsumui(y・ui))t+(Σ(y・ui)^2)
|r1|^2=|r2|^2となるs,tは,2次方程式
(Σsumui^2)s^2+2(Σsumui(x・ui))s+(Σ(x・ui)^2−(Σsumui^2)t^2−2(Σsumui(y・ui))t−(Σ(y・ui)^2
の解であるがこれでも決定できない.
[3]連立2次方程式となるが,[1]より
r1・r2=s{Σsumui(y・ui)+tΣ(sumui)^2}+Σ(x・ui)(y・ui)+tΣsumui(x・ui)=0
s=−{Σ(x・ui)(y・ui)+tΣsumui(x・ui)}/{Σsumui(y・ui)+tΣ(sumui)^2}
を[2]に代入すると・・・面倒
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