fベクトルとhベクトルは,母関数を使えば大変見通しよく説明することができる.
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多面体Pの母関数を
F(t)=Σ(0,n)fj-1・t^j
で定義する.f-1=1
このとき,
H(t)=(1-t)^nF(t/(1-t))=Σ(0,n)fj-1・t^j(1-t)^(n-j)
はn次の多項式であり,
H(t)=Σ(0,n)hp・t^p
と書くことができる.
逆に,
F(t)=(1+t)^nH(t/(1+t))==Σ(0,n)fj-1・t^j
であり,
hp=Σ(0,p)(-1)^(p-j)(n-j,n-p)fjー1,0≦p≦n
fj-1=Σ(0,j)(n-p,n-j)hp,0≦j≦n
となる.
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したがって,fjを与えることとhpを与えることは同値である.
n次単体的多面体に対しては,デーン・サマービル関係式
(-1)^(n-1)fk=Σ(k,n-1)(-1)^j(j+1,k+1)fj
が成り立つことは,
F(t-1)=(-1)^nF(-t)
H(t)=t^nH(1/t)
が成立すること,あるいは,
hp=hn-p
が成り立つことと同値である.
F(t/(1-t))=H(t)/(1-t)^n=Σ(0,n)fj-1・t^j/(1-t)^j
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h0=1,h1=f1-d,・・・h0+h1+・・・+hd=fd-1
hi=Σ(d-j,d-i)(-1)^(i-j)fj-1
fi=Σ(d-j,d-i-1)hj
hd=(-1)^(d-1)Σ(-1)^(i-1)fi-1
単体的凸多面体に対する
[1]デーン・サマーヴィル関係式はhi=hd-1, i=0-d
[2]上限予想の不等式はhi<=(v-d+i-1,i), i=0-[d/2]
[3]下限予想の不等式はh1<=hi, i=2-(d-1)
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