双心n角形の基底についてはn=8まで解決した.昨年取り組んでいた頃には
[1]nが偶数のとき,凧型を用いていて等脚台形ではなかった.
[2]接線の方程式にはヘッセの標準形を用いていなかった.
どちらが奏功して一歩進化(深化)することができたのだろうか?
以下では,等脚台形でなく凧型を用いた定式化に変更してみる.
===================================
【1】n=4の場合
内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(0,−(R+d)),B(x1,y1),C(0,R−d)とすると,
−(R+d)sinθ=r
x1cosθ+y1sinθ=r
x1cosφ+y1sinφ=r
(R−d)sinφ=r
また,外接円の中心O(0,−d)と点A,点B,点Cとの距離の2乗はR^2となることより
x1^2+(y1+d)^2=R^2
θとφを消去するにはどうしたらよいか?
===================================
【2】フースの定理の別証
φ−θ=π/2より,
−(R+d)sinθ=r
x1cosθ+y1sinθ=r
−x1sinθ+y1cosθ=r
(R−d)cosθ=r
sinθ=−r/(R+d),cosθ=r/(R−d)を代入して整理すると,
(R+d)x1−(R−d)y1=R^2−d^2
(R−d)x1+(R+d)y1=R^2−d^2
Rx1+dy1=R^2
dx1−Ry1=d^2
x1,y1を求めて,x1^2+(y1+d)^2=R^2に代入して整理すると
2r^2(R^2+d^2)=(R^2−d^2)^2
が得られる.
===================================
【3】n=6の場合
内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(0,−(R+d)),B(x1,y1),C(x2,y2),D(0,R−d)とすると,
−(R+d)sinθ=r
x1cosθ+y1sinθ=r
x1cosφ+y1sinφ=r
x2cosφ+y2sinφ=r
x2cosψ+y2sinψ=r
(R−d)sinψ=r
また,外接円の中心O(0,−d)と点A,点B,点C,点Dとの距離の2乗はR^2となることより
x1^2+(y1+d)^2=R^2
x2^2+(y2+d)^2=R^2
θとφとψを消去するにはどうしたらよいか?
===================================
【4】n=8の場合
内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(0,−(R+d)),B(x1,y1),C(x2,y2),D(x3,y3),E(0,R−d)とすると,
−(R+d)sinθ=r
x1cosθ+y1sinθ=r
x1cosφ+y1sinφ=r
x2cosφ+y2sinφ=r
x2cosψ+y2sinψ=r
x3cosψ+y3sinψ=r
x3cosω+y3sinω=r
(R−d)sinω=r
また,外接円の中心O(0,−d)と点A,点B,点C,点D,点XEとの距離の2乗はR^2となることより
x1^2+(y1+d)^2=R^2
x2^2+(y2+d)^2=R^2
x3^2+(y3+d)^2=R^2
θとφとψとωを消去するにはどうしたらよいか?
===================================