■五芒星と掛谷の問題(その24)
n芒星、m/n角形、m=(n-1)/2を描くために最初に用いた方法は
ポンスレーの定理から
大円R, 小円r, R=rsec(mπ/n)
であった。R=1とするとr=cos(mπ/n)
このとき小円の外接円の半径は
r=cos(mπ/n)/cos(π/n)
で与えられる。
検してみたい・・・
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R=1のとき、rは直線y=sin(2mπ/n)/{cos(2mπ/n)-1}・(x-1)と原点(0,0)との距離で与えられる。
y=sin(2mπ/n)/{-2(sin(mπ/n)^2}・(x-1)
-tan(mπ/n)・y=(x-1)
r=1/{1+(tan(mπ/n))^2}^1/2=cos(mπ/n)
R=rsec(mπ/n)は正しいと思われる。
すると外接円の半径はcos(mπ/n)/cos(π/n)でよさそうである。
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これでよしと思ったのだが、得られたrはやや小さい値であった。
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n=5のときはよいのだが、n=7のときはさらに外側に7点ができる。
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きちんと図を描いてみないとわからないが、この7点が求めたい点であった。
r=cos(mπ/n)/cos(π/n)はNGで、面積については再考する必要がありそうである。
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r=cos(mπ/n)/cos(π/n)とした場合の面積を求めてみたい。θ=π/n
正n角形の面積はnr^2sinθcosθ
二等辺三角形の面積はnrsinθ(1-rcosθ),合計nrsinθ
棒の長さは1+r
S/L^2を計算すると
n=5: 0.587785・・・正三角形よりも大きくなってしまう
n=7: 0.482408・・・五芒星より小さくなる。
n=9: 0.405224
n=11: 0.348588
n=13: 0.305633
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N芒星では
S/L^2を計算すると
n=5: 0.587785・・・正三角形よりも大きくなってしまう
n=7: 0.588735・・・五芒星より大きくなってしまう。
n=9: 0.588936
n=11: 0.588998
n=13: 0.589023
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