■DE群多面体の面数公式(その197)

 局所幾何でわかっていることをまとめてみたい.

【1】Dnの局所幾何学

[1]n−1次元正単体2^n-1個とn−1次元半立方体2n個からなる.

[2]2^n-1+2n胞体.

[3]ファセットが,各頂点まわりのn=(n,1)個ずつ集まる.

[4]n−2次元正単体が,各頂点まわりの2(n,2)個

   n−2次元半立方体が,各頂点まわりの(n,2)個集まる.

[5]n−3次元正単体が,各頂点まわりの3(n,3)個

   n−3次元半立方体が,各頂点まわりの(n,3)個集まる.

[6]n−k次元正単体が,各頂点まわりのk(n,k)個

   n−k次元半立方体が,各頂点まわりの(n,k)個集まる.

 これはn−k=1,2の場合でも成り立つのであろうか? この式を検証してみよう.頂点次数をmとして

  f1=m/2・f0

 2次元:m=1

 3次元:m=3

 4次元:m=6

 5次元:m=10

 6次元:m=15

 7次元:m=21

一般に,m=n(n−1)/2

  f2=k/3・f0

 3次元:k=3

 4次元:k=12

 5次元:k=30

 6次元:k=60

 7次元:k=105

一般に,k=n(n−1)(n−2)/2,n>3

 f3はどちらの方法でも求めることができるが,ここでは

  f3=k/4・f0

を用いる.

 3次元:k=4

 4次元:k=8

 5次元:k=30

 6次元:k=80

 7次元:k=175

 この一般式は

  k(n,k)+(n,k)

において,k=n−3としたものになるから,

  (n−2)(n,3)=n(n−1)(n−2)^2/6,n>3

になるはずである.

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[まとめ]

 局所幾何学の結果も大域幾何学の結果に呼応したものといえる.

  f1=n(n−1)/4・f0

  f2=n(n−1)(n−2)/6・f0,n>3

  f3=n(n−1)(n−2)^2/24・f0,n>3

  fk={k(n,k)/(n−k+1)+(n,k)/2^n-k-1}f0

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