■正五角形と正十七角形(その10)

 sinπ/7=xとおくと

  16x^5−24x^3+5x−S=0

  x(16x^4−24x^2+5)−S=0

  x(4x^2−1)(4x^2−5)=S

は役立ちそうにないが,xは

  32x^5−48x^3+5x−√7=0

の解となる(はずである).

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[1]cos(π/7)

 cos(π/7)が3次方程式:8x^3−4x^2−4x+1=0の解として得られます.

  x=1/6{1+√7cos(1/3arctan3√3)+√21sin(1/3arctan3√3)}=0.900969

 すぐに思いつくのは7倍角の公式

  cos7θ=64cos^7θ−112cos^5θ+56cos^3θ−7cosθ

において,θ=π/7,cosθ=xとおくと

  64x^7−112x^5+56x^3−7x=−1

7次方程式の解として得られるというものであるが,3次方程式に還元させてみよう.

 θ=π/7,cosθ=xとおくと

  7θ=π,4θ=π−3θ

より,

  cos4θ=−cos3θあるいはsin4θ=sin3θ

 前者は4次方程式

  8cos^4θ−8cos^2θ+1=−4cos^3θ+3cosθ

>後者は

  8sinθcos^3θ−4sinθcosθ=−4sin^3θ+3sinθ

  8cos^3θ−4cosθ=−4sin^2θ+3

  8cos^3θ−4cosθ=4cos^2θ−1

より3次方程式:8x^3−4x^2−4x+1=0に帰着する.後者の方が方程式の次数が下がり,(n−1)/2次方程式となることがおわかりいただけるであろう.

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