■サマーヴィルの等面四面体(その839)

 (その838)にみられた難点はペンタグラムなどの簡単な幾何学的性質を用いて解消できる.

 たとえば,4次元正5胞体では

  (24V)^2=|1 x y y|

         |x 1 x y|

         |y x 1 x|

         |y y x 1|,x+y=−1/2

で与えられる.

 (24V)^2=x^4−2x^3y−x^2y^2−2xy^3+y^4+4x^3y+4xy^3−3x^2−3y^2+1

=(x^2−3xy+y^2+x+y−1)(x^2+xy+y^2−x−y−1)

=(τx−y/τ−1)(x/τ−τy+1)(x^2+xy+y^2−x−y−1)

 この5胞体が3次元に退化する条件は

  x=−cosθ=(√5−1)/4,または,−(√5+1)/4

  θ=108°または36°

 5胞体は一挙に2次元平面のペンタグラムに退化してします.

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 したがって,体積0の場合を考えるには,正n角形に対角線をいれた図形を考えればよい.

[1]四面体

  AB=BC=CD=1

  AC=BD=√2

  AD=1

[2]5胞体

  AB=BC=CD=DE=1

  AC=BD=CE=τ

  AD=BE=τ

  AE=1

[3]6次元単体

  AB=BC=CD=DE=EF=1

  AC=BD=CE=DF=√3

  AD=BE=CF=2

  AE=BF=√3

  AF=1

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