■初等幾何の楽しみ(その79)

 8角形・10角形に対しては星形8/3,10/3角形も考えられるところであるが,この場合も実際に定式化してみると,星形でない場合とまったく同一の問題になることがわかるだろう.

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【1】n=8の星形化(星形8/3角形)

 内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(x1,−r),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,r)とすると,

  x1cosθ−rsinθ=r

  x2cosθ+y2sinθ=r

  x2cosφ+y2sinφ=r

  x3cosφ+y3sinφ=r

  x3cosψ+y3sinψ=r

  x4cosψ+rsinψ=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+(r−d)^2=R^2

  x2^2+(y2+d)^2=R^2

  x3^2+(y3+d)^2=R^2

  x4^2+(r+d)^2=R^2

 θとφとψを消去するにはどうしたらよいか?

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【2】n=10のの星形化(星形10/3角形)

 内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(x1,−r),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),E(x5,r)とすると,

  x1cosα−rsinα=r

  x2cosα+y2sinα=r

  x2cosβ+y2sinβ=r

  x3cosβ+y3sinβ=r

  x3cosγ+y3sinγ=r

  x4cosγ+y4sinγ=r

  x4cosδ+y4sinδ=r

  x5cosδ+rsinδ=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+(r−d)^2=R^2

  x2^2+(y2+d)^2=R^2

  x3^2+(y3+d)^2=R^2

  x4^2+(y4+d)^2=R^2

  x5^2+(r+d)^2=R^2

 α,β,γ,δを消去するにはどうしたらよいか?

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【3】まとめ

 したがって,新たに計算する意味があるのは星形5/2,7/2,9/2角形に限られる.

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