■等面単体の体積(その177)

 直方体に内接する等面四面体の4頂点は

  P1(−λ/2,μ/2,ν/2)

  P2(λ/2,−μ/2,ν/2)

  P3(λ/2,μ/2,−ν/2)

  P3(−λ/2,−μ/2,−ν/2)

(λ/2)^2+(μ/2)^2+(ν/2)^2=(a^2+b^2+c^2)/8=R^2=1

 それらの接平面は

  −λ・x+μ・y+ν・z=2

   λ・x−μ・y+ν・z=2

   λ・x+μ・y−ν・z=2

  −λ・x−μ・y−ν・z=2

3つずつの交点を求める.

[1][2][3]

  −λ・x+μ・y+ν・z=2

   λ・x−μ・y+ν・z=2

   λ・x+μ・y−ν・z=2

Q1(2/λ,2/μ,2/ν)

[1][2][4]

  −λ・x+μ・y+ν・z=2

   λ・x−μ・y+ν・z=2

  −λ・x−μ・y−ν・z=2

Q2(−2/λ,−2/μ,2/ν)

[1][3][4]

  −λ・x+μ・y+ν・z=2

   λ・x+μ・y−ν・z=2

  −λ・x−μ・y−ν・z=2

Q3(−2/λ,2/μ,−2/ν)

[2][3][4]

   λ・x−μ・y+ν・z=2

   λ・x+μ・y−ν・z=2

  −λ・x−μ・y−ν・z=2

Q4(2/λ,−2/μ,−2/ν)

Q1Q2^2=16/λ^2+16/μ^2

Q1Q3^2=16/ν^2+16/λ^2

Q1Q4^2=16/μ^2+16/ν^2

  1/λ^2=2/(a^2−b^2+c^2)=1/(4−b^2)

  1/μ^2=2/(a^2+b^2−c^2=1/(4−c^2)

  1/ν^2=2/(−a^2+b^2+c^2)=1/(4−a^2)

  1/λ^2+1/μ^2+1/ν^2=1/(4−a^2)+1/(4−b^2)+1/(4−c^2)=1/κ^2

Q1Q2^2=16/λ^2+16/μ^2=16/k^2−16/ν^2

Q1Q3^2=16/ν^2+16/λ^2=16/k^2−16/μ^2

Q1Q4^2=16/μ^2+16/ν^2=16/k^2−16/λ^2

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 ここで,和が8になるように正規化すると

  32/κ^2=8,k^2=4

  1/λ^2→k^2/λ^2,1/μ^2→k^2/μ^2,1/ν^2→k^2/ν^2

 よって,

  a~^2=4−16λ^2/(4−c^2)

  b~^2=4−16λ^2/(4−b^2)

  c~^2=4−16λ^2/(4−a^2)

  1/λ^2=4/(4−a^2)+4/(4−b^2)+4/(4−c^2)

が得られた.

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