■球面上の幾何学(その55)
【1】大円弧八面体
それぞれは大円の円弧で中心角150度で設計しました。
正しいかどうか、計算で確かめていただけませんか?
1つのピースに等間隔に4か所の切込みがあります。それらは球体の大円上にあります。
確認していただきたいのは、一つのピースの両端の切り欠きが球の中心となす中心角が150度かどうかです。
同じことですが、隣り合う2つの切り欠きが球の中心となす中心角が50度かどうかです。
よろしくお願いします。(中川宏)
===================================
【2】球面三角法
半径1の球面(単位球面)上に3点A,B,Cがあり,それぞれが大円の弧で結ばれているものとします.球面三角形ABCの3辺の長さ(球面距離)をa,b,cで表すとそれぞれ大円の中心角となります.すなわち,単位球では球面距離を中心角と同一視できるわけです.また,内角A,B,Cは大円同士が交わる面角の大きさです.
球面三角法の公式は多数ありますが,計算に便利なように単位球における式として与えられています.ここで用いるのは
cosc=cosa・cosb+sina・sinb・cosC
とその巡回置換,それに球面三角形ABCの面積Sを角過剰として表した
S=A+B+C−π
の2つだけです.
===================================
cos50=cos50・cos50+sin50・sin50・cosC
cosC=(cos50-cos50・cos50)/sin50・sin50
S=3C−π
cos100=cos100・cos100+sin100・sin100・cosD
cosD=(cos100-cos100・cos100)/sin100・sin100
ここで、同じ球の大円の円弧であるためにはC+D=πである必要があるが、それを満たしているようには思えない。
しかし、角度を100度からずらすと同じ球面に乗るように計算することができる。
===================================
さらに計算を続けると
T=3D−π
4S+4T=4π
を満たす必要がある。
コンピュータが壊れたので計算できない・・・
===================================
cosC=cos50(1-cos50)/(1-(cos50)^2)
cosC=cos50/(1+cos50)
cosD=cos100/(1+cos100)={2(cos50)^2-1}/2(cos50)^2
===================================
A:Bに分割する計算を考えているのですが、
Aを固定してBを求めます。A+B>180になったらAを変更します。
横浜の友人よりコンピュータをいただくことができたので、さっそく計算。
A=50度に対してB=106.334度にすると測地線になることが計算できた。
大円になれば部材は直角にかみ合うようになるはずですが、外れやすくもなります。
しかし、フラーのgeodesic domeドームよりも真の意味でのgeodesic domeになります。
===================================
等間隔になるような値を求めることはできませんか?
B=2Aとなるように計算するとA=52.9304となった。
===================================