■対蹠点までの距離(その79)

 正八面体を頂点近くで裁断すると、正六角形面8つと正方形面6つアルキメデル立体ができる。

 この切頂八面体(3次元点置換多面体)の頂点を一つ選び、それを北極とする。南極(対蹠点)まで辺をたどっていけば、何ステップで到達できるだろうか?

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 実際に数えてみると、どのルートをたどっても6ステップでたどりつくことができることが分かる。切頂八面体の北極と南極は「6次の隔たり」になっているというわけである。

 もっと詳細に調べてみると,

[1]1ステップで移ることができる頂点は3個ある

[2]2ステップで移ることができる頂点は5個ある

[3]3ステップで移ることができる頂点は6個ある

[4]4ステップで移ることができる頂点は5個ある

[5]5ステップで移ることができる頂点は3個ある

[6]6ステップで移ることができる頂点は1個ある

 これを母関数の形で書くと

  1+3x+5x^2+6x^3+5x^4+3x^5+x^6  

となる。これは6辺をたどっていけば対蹠点に到達できることを意味している。

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 他の3次元正多面体・準正多面体については割愛するが、途中で途切れるパスもあって、係数が左右対称にならないこともある。

 母関数=0とおいた式は当該多面体の対称性を表す固有方程式になっているものもあるが、一般にその解は実数もあれば複素数もあり、|x|<1もあれば|x|>1もあり、混沌としている。

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