■オイラーの多面体定理とデーン・サマーヴィル関係式(その11)
[1]fベクトルとhベクトル
d次元多面体のfベクトルは
(f0,f1,・・・,fd-1)
あるいは,空集合に対応するf-1=1から始めると
(f-1,f0,f1,・・・,fd-1)
(f-1,f0,f1,・・・,fd-1,fd),fd=1
となり,オイラー・ポアンカレの公式は
f0−f1+,・・・+(−1)^d-1fd-1=1+(−1)^d
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fj-1=Σ(0,j)(r−p,r−j)hp,0≦j<r
fk-1=Σ(0,k)(d−i,k−i)hi,0≦i<k
=hk+(d−k+1)hk-1+・・・+(d−1,k−1)h1+(d,k)h0
逆にfベクトルからhベクトルを計算することもできる.
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[1]f多項式
f(x)=fd-1+fd-2x+・・・+f0x^d-1+f-1x^d=Σ(0,d)fi-1x^d-i
[2]h多項式
h(x)=hd+hd-1x+・・・+h1x^d-1+h0x^d=Σ(0,d)hix^d-i
fk-1==Σ(0,k)hi(d−i,k−i)
=hk+(d−k+1)hk-1+・・・+(d−1,k−1)h1+(d,k)h0
h多項式はf多項式の(x+1)^d-iの項に貢献することより,
f(x)=Σ(0,d)hi(x+1)^d-i=h(x+1)
h(x)=f(x−1)
この公式のx^d-kの係数を比較すると,fk-1をhiによって表す公式,hkをfiによって表す公式を得ることができる.
hk=Σ(0,k)(−1)^k-i(d−i,d−k)fi-1
=fk-1−(d−k+1)fk-2+(d−k+2,2)fk-3−・・・+(−1)^k-1(d−1,k−1)f0+(−1)^k(d,k)
とくに
h0=1,h1=f0−d
hd=fd-1−fd-2+fd-3−・・・+(−1)^d-1f0+(−1)^d
また,一般の複体について
h0+h1+・・・+hd=fd-1,f(0)=h(1)
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