■正多面体の正多角形断面(その101)

 (1,1,0,0)を起点とするものでは(1,0,1,0)と(0,1,0,1)が直交するから,ペトリー多角形のもうひとつの頂点は(0,0,1,1).このようなペトリー多角形を3組つくることができる.

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 もう一組として,(1,1,0,0)(0,0,1,1)(0,1,1,0)(1,0,0,1)も4点が見つかった.

 そうなるともう一組は

(1,0,1,0)(0,1,0,1)(0,1,1,0)(1,0,0,1)の4点のはずである.

(1,1,0,0)(0,0,1,1)(0,1,1,0)(1,0,0,1)も4点が見つかった.

(1,0,1,0)−(0,1,1,0)=(−1,1,0,0)

(1,0,1,0)−(1,0,0,1)=(0,0,−1,1)

は直交する.この4点で正方形を作ることができそうである.

 辺の数は(n+1,2)本あるが,n個の座標の中で+1が2個,0がn−2個の座標をもつものから,真の頂点を選び出す必要がある.それにはx−y=0,・・・,z−w=0,w−x=0のn平面を計算すればよさそうである.あるいはもっと少なくて済むかもしれない.どのように選んだらいいのか?

 6点すべてが載るのは

  x+y+z+w=2

であるが,4点(1,1,0,0)(1,0,1,0)(0,1,0,1)(0,0,1,1)だけが載り,(0,1,1,0)(1,0,0,1)が載らない4次元超平面はあるのだろうか?

  ax+by+cz+dw=2

として,

  a+b=2,a+c=2,b+d=2,c+d=2

  b+c≠2,a+d≠2

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解であるが,

[1]4点(1,1,0,0)(1,0,1,0)(0,1,0,1)(0,0,1,1)が載る超平面は,その中心が(1/2,1/2,1/2,1/2)であるから

  x+y+z+w=2

[2]4点(1,1,0,0)(0,0,1,1)(0,1,1,0)(1,1,0,0)が載る超平面は,その中心が(1/2,1/2,1/2,1/2)であるから

  x+y+z+w=2

[3]4点(1,0,1,0)(0,1,0,1)(0,1,1,0)(1,0,0,1)が載る超平面は,その中心が(1/2,1/2,1/2,1/2)であるから

  x+y+z+w=2

 したがって,6点すべてが

  x+y+z+w=2

に載る.4点(1,1,0,0)(1,0,1,0)(0,1,0,1)(0,0,1,1)だけが載り,(0,1,1,0)(1,0,0,1)が載らない4次元超平面はない.

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