切稜面方向から置換多面体を見てみよう.
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PnP0に垂直なn次元超平面が点Qを通るのだが,原点をPnに移した方が紛らわしくないので
a=(-a1,-a2,・・・,-an)
q=(x1-a1,x2-a2,x3-a3,・・・,xn-an)
とすると,この超平面をa・(x-q)=0,a・x=a・q=cで表すと
PnP1に垂直なn次元超平面では
a=(0,-a2,・・・,-an)
c1=-(a2x2+・・・+anxn)+(a2^2+・・・+an^2)
c1=-(a2^2y2+・・・+an^2yn)+(a2^2+・・・+an^2)
h1=|c1|/∥a∥,∥a∥=(a2^2+・・・+an^2)^1/2
ここで,
a2^2+・・・+an^2
=1/2(1/2・3+・・・+1/n・(n+1))
=1/2(1/2-1/3+・・・+1/n-1/(n+1))
=1/2(1/2-1/(n+1))
=1/2・(n-1)/2(n+1)
a2^2y2+・・・+an^2yn
=1/2(1/2・3-1/n(n+1))+・・・+1/2(1/n・(n+1)-1/n(n+1))
=1/2(1/2・3+・・・+1/n・(n+1)-n/n(n+1))
=1/2(1/2-1/(n+1)-(n-1)/n(n+1))
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1-y1=(1・2)/n(n+1)
1-y2=2(1+2)/n(n+1)=(2・3)/n(n+1)
1-y3=2(1+2+3)/n(n+1)=(3・4)/n(n+1)
1-yn=2(1+2+3+・・・+n)/n(n+1)=n(n+1)/n(n+1)=1
a1^2(1-y1)=1/2(1・2)・(1・2)/n(n+1)=1/2n(n+1)
a2^2(1-y2)=1/2(2・3)・(2・3)/n(n+1)=1/2n(n+1)
a3^2(1-y3)=1/2(3・4)・(3・4)/n(n+1)=1/2n(n+1)
an^2(1-yn)=1/2(n・n+1)・(n・n+1)/n(n+1)=1/2n(n+1)
を用いた方が計算がやさしい.
ここで,
a2^2+・・・+an^2=1/2(1/2・3+・・・+1/n・(n+1))
=1/2(1/2-1/3+・・・+1/n-1/(n+1))
=1/2(1/2-1/(n+1))
=1/2・(n-1)/2(n+1)
a2^2(1-y2)+・・・+an^2(1-yn)
=(n-1)/2n(n+1)
a2^2y2+・・・+an^2yn
=1/2(1/2-1/(n+1)-(n-1)/n(n+1))
=1/2・(n-1)/2(n+1)-(n-2)/2n(n+1)
=a2^2+・・・+an^2-{a2^2(1-y2)+・・・+an^2(1-yn)}
となり,再確認できた.
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