凸多面体の存在ドメイン シュタイニッツ定理の見える化

 凸多面体の頂点の数 ν、辺の数 e、面の数 fとして、

                                 (ν、e、f)

をf列という。

 シュタイニッツ定理はオイラーの多面体定理を含んで、下記を主張する。

 

 整数 ν≧4、e≧6、f≧4 が与えられたとき、 (ν、e、f)の凸多面体が存在するのは、下記の3条件の成立が、必要十分条件である。

      1)   ν-e+f=2     (オイラーの多面体定理)

         2)   ν≦2 f- 4 

         3)    f≦2 ν- 4  

 

 さて、呪術回戦ではないけれど領域展開をしたくなる。

1) があるので、二次元平面の領域になる。

 シュタイニッツの領域は下図の色つき部分になるわけだ。

ここで、横軸e  、縦軸 f としよう。

f:id:Hyperion64:20210717120935j:plain

 

あるいは。格子点を追加したなら、こうなるだろう。

f:id:Hyperion64:20210717123221j:plain

 

 可能な三次元での格子点として、{e, f, v} を表現してみた。

f:id:Hyperion64:20210717211603j:plain

 

 

 

 

【参考書】

 初心者向けの本とは言いかねる。何しろ見慣れぬ記号が多い。しかし、新たな知見が得れれる、得難い本であります。