■初等幾何の楽しみ(その67)

 2008年に,レムニスケートサイン関数を用いて,レムニスケートのn等分点を計算したが,どうしても5等分点は得られなかった.

          z    (x,y)

  n=2 → 0.643594 → (0.541196,0.348311)

  n=3 → 0.435421 → (0.335810,0.277170)

  n=4 → 0.327379 → (0.243582,0.218735)

  n=6 → 0.218456 → (0.158115,0.150741)

  n=8 → 0.163865 → (0.117415,0.114304)

 そこで,

  ∫1/(1-x^4)^(1/2)dx

を,ワイエルシュトラスの標準形

  ∫(∞,0)du/(4u^2-g2u-g3)^(1/2)

の特別な場合として扱ってみたところ,ワイエルシュトラスのペー関数を使って5等分点を得ることができた.加法定理が幾分簡単になったためである.ワイエルシュトラスのペー関数の勝利といってよいだろう.

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 レムニスケートの4半弧を定規とコンパスでn等分できることを示すために

  p(nu)=1

を解いて,

  p(u)=w,z=1/√w

とする.

 畏友・阪本ひろむ氏にお願いしてMathematicaで計算してもらったところ,解析解はとても長くなり,言葉が一切入らない数式が数ページにもおよんだ.そこで,近似解のみを示す.

          z    (x,y)

  n=2 → 0.643594 → (0.541196,0.348311)

  n=3 → 0.435421 → (0.335810,0.277170)

  n=4 → 0.327379 → (0.243582,0.218735)

  n=5 → 0.262082 → (0.191579,0.178842)

  n=8 → 0.163867 → (0.117415,0.114304)

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