■多角形と外接円(その1)
「n次元正多面体の辺と対角線」シリーズの続きであるが,スレッドを変えることにしたい.円に多角形が内接するとき,いろいろな定理が生まれる.
===================================
[1]正三角形ABCの外接円の弧BC上に点Pをとる.そのとき,
AP=BP+CP
が成り立つ.
[2]四角形ABCDが円に内接しているとき,
AB・CD+AD・BC=AC・BD
が成り立つ(トレミーの定理).
点Dを点Pとみなせば[2]→[1]を証明することができる.また,トレミーの定理を正五角形に適用すれば対角線の長さ(=黄金比)を求めることができる.
===================================
次に,定理[1]を拡張してみる.
[3]正五角形ABCDEの外接円の弧CD上に点Pをとる.そのとき,
AP+CP+DP=BP+EP
が成り立つ.
[4]正六角形ABCDEFの外接円の弧BC上に点Pをとる.そのとき,
AP+BP+CP+DP=EP+FP
が成り立つ.
[5]正七角形ABCDEFの外接円の弧AG上に点Pをとる.そのとき,
AP+CP+EP+GP=BP+DP+FP
が成り立つ.
一般に,正奇数角形では
[6]正奇数角形A1・・・A2n+1の外接円の弧A1A2n+1上に点Pをとる.そのとき,
A1P+A3P+A5P+・・・+A2n+1P=A2P+A4P+・・・+A2nP
が成り立つ.
===================================