■空間充填等面単体の計量(その4)
n次元単体の各頂点間の距離が既知のとき,体積Vを計算する公式は
[1]n=2のときのヘロンの公式
[2]n=3のときのオイラーの体積公式=「六斜術」
[3]4次元空間の5個の点に関しては相互の10個の距離の間に「十斜術」の公式
[4]n次元空間のn+1個の点に関しては相互の(n+1,2)個の距離の間に,サマーヴィルの公式がある.
2^n(n!)^2V^2=abs(行列式)
多少特別な場合,たとえば直角錘,等面単体などでも一般公式を出しておくのは価値があるだろう.サマーヴィルの公式を使って,等面単体の体積、底面積,高さを計算できる.
[1]等面単体の体積に対応するサマーヴィルの公式の行列式は
2^n・(n+1)^n-1
[2]等面単体の底面体積に対応する行列式は
2^n・(n+1)^n-2
これより
[3]等面単体の高さh=nV/Sは
h^2=(n+1)/2
で与えられる.
最短辺の長さ√nで正規化すると
h^2=(n+1)/2n
となって,1辺の長さ1の正単体の高さ: h^2=(n+1)/2n
と等しいことがわかる.
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