(その54)(その55)の間違いに気づいた.6乗和について,n=3のときは対角線をもたないので,辺の長さ√3→6乗和=2(√3)^6=54<20n=60.n=4のとき,この単位円に内接するのは正方形であるから,可能な長さは辺の長さ√2と対角線の長さ2である→6乗和=2(√2)^6+2^6=80=20n.n=5のときは簡単ではないので省略するが,n=6のとき,辺の長さ1と対角線の長さ√3と2である→6乗和=2・1^6+2(√3)^6+2^6=120=20n.
すなわち,nのパリティー(奇数か偶数か)によって違いを生ずるようにみえる.nが偶数のときは辺も含めてn/2個の異なる対角線があり,奇数のときは(n−1)/2個の異なる対角線があることに起因しているのだろうか.
===================================
【1】正三角形の場合(n=3)
n個の頂点を(P1,・・・,Pn)とする.三角形の場合,P1P2=P1P3=√3,Σ(1,n))|P1Pj|^2=2n=6
頂点P1の対蹠点をP0とし,ここから3頂点P1,P2,P3までの距離の2乗和,4乗和,6乗和,8乗和,・・を考えてみよう.
|P0P1|^2=4
|P0P2|^2=|P0P1|^2−|P0P2|^2=1
|P0P3|^2=|P0P1|^2−|P0P3|^2=1
Σ(0,n))|P0Pj|^2=6=2n=6
|P0P1|^4=16
|P0P2|^4=(|P0P1|^2−|P0P2|^2)^2=1
|P0P3|^4=(|P0P1|^2−|P0P3|^2)^2=1
Σ(0,n))|P0Pj|^4=18=6n=18
|P0P1|^6=64
|P0P2|^6=(|P0P1|^2−|P0P2|^2)^3=1
|P0P3|^6=(|P0P1|^2−|P0P3|^2)^3=1
Σ(0,n))|P0Pj|^6=66>20n=60>Σ(1,n))|P1Pj|^6=54
|P0P1|^8=256
|P0P2|^8=(|P0P1|^2−|P0P2|^2)^4=1
|P0P3|^8=(|P0P1|^2−|P0P3|^2)^4=1
Σ(0,n))|P0Pj|^8=258>70n=210>Σ(1,n))|P1Pj|^8=162
ここで,面白い事実に気づく.
(Σ(0,n))|P0Pj|^2m+Σ(0,n))|P0Pj|^2m)/2=(2m,m)n
===================================
【2】2m=2
[1]正二角形 :Q=4
[2]正三角形 :Q=6
[3]正方形 :Q=8
[4]正五角形体 :Q=10
[5]正六角形体 :Q=12
[6]正七角形 :Q=14
[7]正八角形 :Q=16
[8]正九角形体 :Q=18
[9]正十角形 :Q=20
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【3】2m=4
[1]正二角形 :Q=16>6n=12
[2]正三角形 :Q=18
[3]正方形 :Q=24
[4]正五角形体 :Q=30
[5]正六角形体 :Q=36
[6]正七角形 :Q=42
[7]正八角形 :Q=48
[8]正九角形体 :Q=54
[9]正十角形 :Q=60
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【4】2m=6
[1]正二角形 :Q=64>20n=40
[2]正三角形 :Q=54<20n=60
[3]正方形 :Q=80
[4]正五角形体 :Q=100
[5]正六角形体 :Q=120
[6]正七角形 :Q=140
[7]正八角形 :Q=160
[8]正九角形体 :Q=180
[9]正十角形 :Q=200
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【5】2m=8
[1]正二角形 :Q=256>70n=140
[2]正三角形 :Q=162<70n=210
[3]正方形 :Q=288>70n=280
[4]正五角形体 :Q=350
[5]正六角形体 :Q=420
[6]正七角形 :Q=490
[7]正八角形 :Q=560
[8]正九角形体 :Q=630
[9]正十角形 :Q=700
===================================
【6】まとめ
Σ(1,n)|P1Pj|^2m=(2m,m)n
は正しい公式であるだが,n>mであることが必要となる.
===================================