■円の三等分(その5)

カージオイドで切る方法は切りやすさを考慮していませんでした。

そこで、半径3の円の面積の三等分については、2つの同心円を書き足します。

ひとつは半径1の同心円(面積π)

もう一つは半径2の同心円(面積4π)

このとき

[1]半径3の円から半径2の円をくりぬく

[2]半径2の円から半径1の円をくりぬいた後に残る円環

の面積は3πで、円の面積の1/3になっていることがわかります。ここではもっと汎用的な方法(ピザ分割定理)を用いてみます。

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【1】ピザの公平な分け方ついて

 丸いピザのなかに1点を決める.それは中心点でなくてもかまわない.その点から45°ずつ直線を引いて8ピース(a,b,c,d,e,f,g,h)に分ける.このとき,ひとつおきのピースの面積の和

  a+c+e+g=b+d+f+h

は等しい.二人がけんかをしないためには正確に中心点を決める必要はまったくないのである.

ピザ分割問題では45°ずつ8ピース分割になっているが,90°ずつ4ピース分割ではNGであることはすぐにわかる.それでは60°ずつ6ピース分割とか30°ずつ12ピース分割ではいけないのだろうか?

30°ずつ12ピース分割の場合,2人で公平にピザを分けること

a+c+e+g+i+k=b+d+f+h+j+l

はできないが,3人で公平にピザを分けること

a+d+g+j=b+e+h+k=c+f+i+l

は可能である.

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【2】一般化したピザ分割定理

「丸いピザのなかに1点を決める.それは中心点でなくてもかまわない.その点から90/N°ずつ直線を引いて4Nピースに分ける.このとき,N個おきのピースの面積の和は等しい.」

 すなわち,N人で公平に分割したいのであれば,4N個に等角度分割すればよい.4人の場合は16ピース,5人の場合は20ピースに分ければよいのである.

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