■単体的多面体とデーン・サマービル関係式(その3)

 n次単体的多面体に対しては,デーン・サマービル関係式

  (-1)^(n-1)fk=Σ(k,n-1)(-1)^j(j+1,k+1)fj

が成り立つ.

  -1≦k≦n-1

であるが,k=n-1の場合は自明.k=-1の場合はf-1=fn=1とみなせば,オイラーの関係式になる.

 k=n-1の場合,k≦j≦n-1であるから

  (-1)^(n-1)fn-1=(-1)^n-1fn-1

 k=-1の場合,k≦j≦n-1であるから

  (-1)^(n-1)f-1=-f-1+f0-f1+・・・+(-1)^(n-1)fn-1

k=n-2の場合,k≦j≦n-1であるから

  (-1)^(n-1)fn-2=(-1)^n-2fn-2+(-1)^n-1nfn-1

  fn-2=-fn-2+nfn-1

k=n-3の場合,k≦j≦n-1であるから

  (-1)^(n-1)fn-3=(-1)^n-3fn-3+(-1)^n-2(j+1,k+1)(n-1)fn-2+(-1)^n-1n(n-1)/2fn-1

  fn-3=fn-3-(n-1)fn-2+n(n-1)/2fn-1

k=n-4の場合,k≦j≦n-1であるから

  (-1)^(n-1)fn-4=(-1)^n-4fn-4+(-1)^n-3(n-2)fn-3+(-1)^n-2(n-1)(n-2)/2fn-2+(-1)^n-1n(n-1)n-2)/6fn-2

  fn-4=-fn-4+(n-2)fn-3-(n-1)(n-2)/2fn-2+n(n-1)(n-2)/6fn-2

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 このデーン・サマービル関係式の書き方はいくつかあるが

  Σ(0,k)(-1)^k-j(n-j,n-k)fj-1=Σ(0,n-k)(-1)^n-k-j(n-j,k)fj-1

  fk-1=Σ(k,n)(-1)^n-j(j,k)fj-1

  fk-1=Σ(k,n)(-1)^n-j(j,k)fj-1,k≦j≦n

において,k=nとすると

  fn-1=fn-1

k=0とすると

  f-1=(-1)^n(f-1-f0+f1-・・・+fn-1)

k=n-1とすると

  fn-2=-fn-2+nfn-1  (一致)

k=n-2とすると

  fn-3=fn-3-(n-1)fn-2+n(n-1)/2fn-1  (一致)

k=n-3とすると

  fn-4=-fn-4+(n-2)fn-3-(n-1)(n-2)/2fn-2+n(n-1)(n-2)/6fn-1  (一致)

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