■サマーヴィルの等面四面体(その344)

3a=√3(n−2),b=√n,c=√2(n−1)

3aを正三角柱に辺に来るようにすると,ADを含む三角形は

△ABDの場合,AB=b,BD=c

△ACDの場合,AC=c,CD=b

 したがって,3a=√3(n−2),b=√n,c=√2(n−1)の三角形の高さ(=e)を求めればよいことになる.

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

 余弦定理より

(3a)^2=b^2+c^2−2bccosA

cosA={(3a)^2−b^2−c^2}/2bc

={3(n−2)−n−2(n−1)}/2√2n(n−1)

=−2/√2n(n−1)

sin^2A=1−2/n(n−1)={n(n−1)−2}/n(n−1)

=(n+1)(n−2)/n(n−1)

S=1/2・bc・sinA=1/2・(3a)・e

e=bcsinA/3a

=√2n(n−1)・√(n+1)(n−2)/n(n−1)/√3(n−2)

=√2・√(n+1)/√3

e^2=2(n+1)/3

F4→e^2=10/3・・・(OK)

G5→e^2=12/3

H6→e^2=14/3

n=3は不可であるが,

△3→e^2=8/3となって一致する(偶然?)

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

[まとめ]正三角柱の断面の1辺の長さはe^2=2(n+11)/3で表される.

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