■正方形の面積を等分する(その2)

 正方形の面積を2等分するとき,その仕切り線の長さは1であったが,それでは正方形の面積を4等分するとき,その仕切り線の長さは2だろうか?

===================================

[1]頂点Aと対頂点Cを中心とする4分円を描き,円弧の中央を線分で結ぶ場合,円の半径をxとすると

  1/4・πx^2=1/4

  x=(1/π)^(1/2)=0.56419・・・

したがって,円弧の長さの合計は

  πx=(π)^(1/2)=1.77245・・・

線分の長さは

  √2−2x

であるから,仕切り線の合計は

  √2+(π−2)x=2.05829・・・>2

===================================

[2] [1]では>2となってしまったが,この場合,円弧と線分は90°をなす三叉路を作っている.そこで,仮に(−c,0)を中心とする12分円を描き,4つの円弧の中央を線分で結ぶことを考える.

 円弧と線分の交点を(x,x)とすると

  π/3・x^2−(√3−1)/2・x^2=1/8

  x=0.428378・・・

したがって,円弧の長さの合計は

  2π・2x/3=1.79438・・・

線分の長さは

  √2−2x√2

であるから,仕切り線の合計は

  √2+(4π/3−2√2)x=1.99696・・・<2

===================================