■準正多面体の組み合わせ論(その16)

 置換多面体の場合を計算したが,一般の場合も,切稜面方向からみるには,

  a2x2+a3x3+・・・+anxn=0

に正射影すればよい.そうすれば整数多面体の問題は,それが等差数列になるかどうかという問題に帰着される.

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【1】垂線の足

 直線ax+by+c=0に点P(x0,y0)から下ろした垂線の足をQ(X,Y)とすると,

  aX+bY+c=0,(Y-y0)/(X-x0)=b/a

より,

  b(X-x0)-a(Y-y0)=0・・・(1)

 また,

  ax0+by0+c=ax0+by0-aX-bY=-a(X-x0)-b(Y-y0)

より

  a(X-x0)+b(Y-y0)=-(ax0+by0+c)・・・(2)

 (1),(2)より,垂線の足は

  X-x0=a(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

  Y-y0=b(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

 また,点Pと直線の距離は(1)(2)の辺々2乗して足すと

  (a^2+b^2){(X-x0)^2+(Y-y0)^2}=(ax0+by0+c)^2

より,

  (X-x0)^2+(Y-y0)^2=|ax0+by0+c|/(a^2+b^2)^1/2   (ヘッセの公式)

で与えられます.

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【2】高次元の場合は推して知るべし

 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,

∥a∥^2=a2^2+・・・+an^2

=1/2・(n-1)/2(n+1)

  a2^2(1-y2)+・・・+an^2(1-yn)

=(n-1)/2n(n+1)

  a2^2y2+・・・+an^2yn

=a2^2+・・・+an^2-{a2^2(1-y2)+・・・+an^2(1-yn)}

となる.

 また,xj=ajyjより,|ax0+by0+c|に相当するものは

  a2^2y2+・・・+an^2yn

  X-x0=a(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

  Y-y0=b(ax0+by0+c)/(a^2+b^2)

に相当するものは

  aj(a2^2y2+・・・+an^2yn)/(a2^2+・・・+an^2)=aj(1-2/n)

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【3】3次元置換多面体の場合

 形状ベクトル[1,1,1]の場合

  y1=5/6

  y2=1/2

  y3=0

  aj=√(1/2j(j+1))

  a1=1/2,a2=1/2√3,1/2√6

  X-a1y1=a1/3

  Y-a2y2=a2/3

  Z-a3y3=a3/3

  X=a1(y1+1/3)

  Y=a2(y2+1/3)

  Z=a3(y3+1/3)

差はそれぞれ

  a2y2-a1y1+(a2-a1)/3=-2/3+5/12√3

  a3y3-a2y2+(a3-a2)/3=-5/12√3+1/6√6

 どこか計算がおかしいようである.

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