■高次元の正多面体(その18)

【2】n次元立方体の二面角

 0次元の点がまっすぐ動くと1次元の線分になる.1次元の線分が平面の上で自分と直角の方向に同じ長さだけ動くと,2次元の正方形になる.2次元の正方形が3次元空間の中で自分と直角方向に1辺の長さだけ動くと,3次元の立方体となる.この3次元立方体が4次元空間の中で自分と直角方向に1辺の長さだけ動くと,同じ大きさの8個の立方体からなる4次元の立方体(正8胞体)になる・・・.こうしてn次元立方体(正2n胞体)ができあがる.

 n次元立方体は,

  頂点数: 2^n,

  稜数:  2^(n-1)n,

  四角形数:2^(n-3)n(n−1)

からなっている.このうち,頂点は(±1,±1,・・・,±1)であるから,確かに2^n個あり,各頂点からはn本の稜がでるということがわかるだろう.この超立方体の稜の長さは2である.

 面心の座標は

  (±1,0,・・・,0)

  (0,±1,・・・,0)

  ・・・・・・・・・・・・

  (0,0,・・・,±1)

で,体心の座標は

  (0,0,・・・,0)

であるから,たとえば,隣接する2面の面心

  (1,0,・・・,0)

  (0,1,・・・,0)

を選べば,超立方体の二面角はつねに90°になる.したがって,これによる空間充填形は何次元でも可能ということになる→超立方体による空間充填形(4,3,・・・,3,3,4).

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