■サマーヴィルの等面四面体(その801)

 次元をひとつあげるとαnは

  v1(1,0,0,・・・,0,0)

  v2(0,1,0,・・・,0,0)

  v3(0,0,1,・・・,0,0)

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  vn(0,0,0,・・・,1,0)

  vn+1(0,0,0,・・・,0,1)

として構成することができる.α5は6×6行列となる.△5の場合も同様である.

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 1辺の長さが√2のαnの体積を求めてみよう.

  直角三角錐の体積=1/(n+1)!

  原点から超平面x1+x2+・・・+xn+1=1までの距離h=1/(n+1)^1/2

  1/(n+1)!=Vn・h/(n+1)

  Vn=(n+1)^1/2/n!

 しかし,この方法では△nの体積は求められない.

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■サマーヴィルの等面四面体(その801)

 次元をひとつあげると△nは

  v0(0,0,0,・・・,0,0)

  v1(−n/(n+1),1/(n+1),1/(n+1),・・・,1/(n+1),1/(n+1))

  v2(−(n−1)/(n+1),−(n−1)/(n+1),2/(n+1),・・・,2/(n+1),2/(n+1))

  ・・・・・・・・・・・・・・・

  vn(−1/(n+1),−1/(n+1),−1/(n+1),・・・,−1/(n+1),n/(n+1))

 v1〜vnが超平面a1x1+a2x2+・・・+an+1xn+1=c上にあるとすると

  −na1+a2+a3+・・・+an+an+1=c

  −(n−1)a1−(n−1)a2+2a3+・・・+2an+2an+1=c

  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

  −a1−a2−a3+・・・−an+nan+1=c

 一番目とn番目を足し合わせる

と−(n+1)a1+(n+1)an+1=2c

 二番目とn−1番目を足し合わせる

 −(n+1)a1−(n+1)a2+(n+1)an+(n+1)an+1=2c

 −(n+1)a2+(n+1)an=0,a2=an

 以上より,a1=a2=・・・=an=an+1=1,c=0

 v0も含め,すべて原点を通る超平面x1+x2+・・・+xn+1=0上にある.

 超平面以外の点,たとえば(1,1,1,・・・,1,1)があって,体積を求めることができればよいのであるが,それができないのでサマーヴィルの公式に頼るしかない.

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