■ウィア・フェラン泡(その44)

 双子の三角8面体の場合はどうなるだろうか?

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 正三角形を二等辺三角形(底辺1,高さb)に置き換えてみる.それを平面に投影した二等辺三角形の3辺の長さを(a,a,1),頂角を2θ,開口部の幅をdとおく.

 asinθ=1/2→a=1/2sinθ

 d=2asin(2π−4θ)/2=2asin2θ→d=sin2θ/sinθ

 (a)^2+(d/2)^2=b^2+1/4

 1+(sin2θ)^2=(4b^2+1)(sinθ)^2

 1+4(sinθ)^2(1−sin^2θ)=(4b^2+1)(sinθ)^2

となって,x=sin^2θに関する2次方程式となる.

  4(sinθ)^4+(4b^2−3)(sinθ)^2−1=0

 双子の16面体の頂点座標は

  (a+Δ,0,0)

  (acos2θ+Δ,1/2,0)

  (acos2θ+Δ,−1/2,0)

  (+Δ,0,d/2)

ここで,

  Δ=|1/2・acos2θ|

  S=4b

 しかしながら,幾何学的な制限から2θ=π/2のとき,(極小値でなく)最小値をとることわかるのである.このとき,

  4(sinθ)^4+(4b^2−3)(sinθ)^2−1=0

  1+(4b^2−3)/2−1=0

  b=√3/2

となって,これは正八面体である.

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