■正5角形・正7角形とトレミーの定理(その8)

 一般に,正奇数角形正奇数角形A1・・・A2n+1の外接円の弧A1A2n+1上に点Pをとる.そのとき,

  A1P+A3P+A5P+・・・+A2n+1P=A2P+A4P+・・・+A2nP

が成り立つ.

 それでは,外接円の弧A1An上の点Pから引いた弦の長さの総和

  A1P+A2P+・・・+AnP

はどうなるか?

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 結論を先にいうと,外接円の半径をR,円周角をθ=π/n,∠PAiA1=αとすると

  2Rsin(nθ/2)sin(α+(n−1)θ/2)/sin(θ/2)

 最大値はα=θ/2のとき,

  2R/sin(θ/2)

 n=2m,n=2m+1の場合のそれぞれに対して,図形的な意味を考えることができるが割愛する.

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 次に,外接円の中心からの距離がaである点Pから各頂点に引いた弦の長さの平方和

  A1P^2+A2P^2+・・・+AnP^2

はどうなるか?

 これも結論だけを述べると

  n(a^2+R^2)

点Pが外接円周上にあるとき,a=Rであるから

  2nR^2

[例]正三角形の場合,

  AP^2+BP^2+CP^2=6R^2

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