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解法: Dehn不変量:四面体と立方体はハサミ合同ではない(1900年)

ステップ 4/7: 計算:立方体のすべての二面角は有理的であり、その不変量は消える
ざっくり言うと

立方体はこの上なく扱いやすい試験例である:二つの面がどこで出会おうとも、完璧な直角で出会う。直角は一回転のちょうど四分の一——π\pi に対してこれ以上ないほど有理的な分数——であるため、Dehnの構成はそれを完全に消し去る。立方体の辺がどれほど長くても関係ない。

Dehn⁡(cube)=0,θcube=π2\operatorname{Dehn}(\text{cube}) = 0, \qquad \theta_{\text{cube}} = \frac{\pi}{2}
詳しい解説

立方体のすべての二面角は π/2\pi/2 であり、π\pi の有理数倍であるから、すべての辺について R/πQ\mathbb{R}/\pi\mathbb{Q} において [θ(e)]=0[\theta(e)] = 0 となり、したがって Dehn⁡(cube)=0\operatorname{Dehn}(\text{cube}) = 0 である。これは立方体の辺の長さにかかわらず成り立つ。長さはすでにゼロである項に掛かるだけだからである。Dehn⁡\operatorname{Dehn} が分割に関して加法的である(ステップ3)ため、実際に立方体とハサミ合同であるすべての立体——例えば直方体や、ボヤイ・ゲルヴィンによって分解された多角形を底面とする直角柱——も同様にDehn不変量が 00 でなければならない。

このステップで使う知識