■サマーヴィルの等面四面体(その842)
グラミアンを使うと行列式の次元が上がってしまうので,ペンタグラムなどの簡単な幾何学的性質を用いて,(その839)の3次元,5次元版を考えてみたい.
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たとえば,3次元正4面体では,体積は定数係数を除いて,行列式
|1 x y|
|x 1 x|=1+2x^2y−y^2−2x^2
|y x 1|
で与えられる.x=−cosθ
正四面体が2次元に退化する条件は
2x^2(y−1)−(y^2−1)=0
(y−1)(2x^2−y−1)=0
1+2x+y=0,y=−1−2xと連立させて解くと,
−4x(x+1)^2=0,
(x,y)=(0,−1),(−1,1)
θ=π/2,0
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5次元正単体の場合,
|1 x y z y|
|x 1 x y z|
|y x 1 x y|
|z y x 1 x|
|y z y x 1|
1+2x+2y+z=0
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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]5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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