【３】ｎ次元格子では・・・？

　ｎ次元超立方体の頂点をうまく結んで正軸体を作ることはできる場合があります．正軸体は中心を通るｎ本の互いに直交する直線上に等間隔に点をとった合計２ｎ点で作られます．したがって，座標（±１，±１，・・・，±１）（ｎ次元ベクトル）の中からうまくｎ個の互いに直交する組が選べれば正軸体ができます．

　これは＋１，−１を成分とする直交行列（アダマール行列とよばれる）を作るのと同一で，ｎが４の倍数であることが必要条件になります．逆にｎが４の倍数のとき，アダマール行列ができるか？は有名な未解決問題です（たぶんそうだろうと考えられ，かなり多くのｎについて正しいことがわかっています）．

　だから，ｎが４の倍数である場合にはうまく頂点を選んで正軸体ができる場合があります（ｎ＝４はもちろんだが，ｎ＝８など）．

　正単体の場合は一層厄介ですが，たぶん不可能と思います．１辺の長さ１のｎ次元超立方体の頂点間の距離は１，√２，√３，・・・，√ｎのいずれかであり，１辺の長さａのｎ次元正単体の体積は（ｎ＋１）^1/2ａ^n／２^n/2ｎ！ですから，格子点を結んでできる単体が正単体になりうる必要条件は（ｎ＋１）^1/2が√２，√３，・・・，√ｎで有理的に表される必要があります．

　これは特定のｎについては可能（例えばｎ＝３なら（ｎ＋１）^1/2＝２で実際可能）ですが，ｎ＝２のとき正方格子の頂点を結んで正三角形ができない（√３が無理数のため）の証明と相通じます．ｎ＝４では（ｎ＋１）^1/2＝√５が邪魔して，同様に不可能と思います．もちろんこれは可能なための必要条件のひとつにすぎず，可能な場合があるかもしれません（例えばｎ＝８について）．

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