■正四面体の赤道断面(その14)

 正5胞体の頂点は

  (1,0,0,0,0)

  (0,1,0,0,0)

  (0,0,1,0,0)

  (0,0,0,1,0)

  (0,0,0,0,1)ですから

  x1+x2+x3+x4+x5=1

を満たします.

 赤道面(h=5)は

  x1−x4=m(x2−x3)

  x2−x5=m(x3−x4)

  x3−x1=m(x4−x5)

  x4−x2=m(x5−x1)

  x5−x3=m(x1−x2)

とおくと

  m^2ーm−1=0

より  m=τ,−1/τ

が得られます.少なくともm=τは(変数の消去ではなく)sukunakutomo幾何学的に得られる。

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 m=τとおくと

  x1−x4=τ(x2−x3)

  x2−x5=τ(x3−x4)

  x3−x1=τ(x4−x5)

 ここで,234面

  x2+x3+x4=1,x1=0,X5=0

を考えると,交点は

  (0,1/τ√5,1/√5,1/τ√5,0)

 x1=0,X5=0を代入すると、

  −x4=τ(x2−x3)

  x2=τ(x3−x4)

  x3=τx4

第3式を第1式・第2式に代入するとx2=(τ^2−1)x4

x2=(τ^2−τ)x4=x4

−x4=τx2−τ^2x4→x2=x4

 x2+x3+x4=1に代入すると

x4+τx4+x4=1

より、交点は

  (0,1/τ√5,1/√5,1/τ√5,0)

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 ここで,24辺

  x2+x4=1,x1=0,X3=0、x5=0

を考える。

 x1=0,X3=0、x5=0を代入すると、

  −x4=τ(x2)

  x2=τ(ーx4)

  0=τx4

連立方程式の解はNGであるが、第1式をx2+x4=1に代入すると

x2−τx2=1→x2=−τ<0となって同様にNG

 そこで、直交する面

  x1−x4=-1/τ(x2−x3)

  x2−x5=-1/τ(x3−x4)

  x3−x1=-1/τ(x4−x5)

を考えれば、x1=0,X3=0、x5=0を代入すると、

  −x4=-1/τ(x2)

  x2=-1/τ(ーx4)

  0=-1/τx4

第1式をx2+x4=1に代入すると

x2+1/τx2=1→x2=1/τ>0となってOK

x4=1-1/τ=1/τ^2

交点は

  (0,1/τ,0,1/τ^2,0)

この置換を考えればよいことになりますが、h=5となる5交点を選ばなければなりません。.

 なお,m=−1/τとおくと

  x2−x3=τ(x4−x1)

  x3−x4=τ(x5−x2)

  x4−x5=τ(x1−x3)

より,交点は

  (1/τ√5,0,1/√5,0.1/τ√5)

これは135面との交点にほかなりません.

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