■正5角形・正7角形とトレミーの定理(その6)

 円弧上の動点からn個の頂点までの距離の2m乗和は,定数となって

  2mCmn  (n>m)

に等しいのに対して,2m+1乗和は定数にならない.

 円弧上の動点からn個の頂点までの距離の奇数乗和では,何か面白い性質はないのだろうか? n=5,m=0の場合を考えてみよう.

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[定理]正五角形ABCDEとその外接円がある.弧CD上に点Pをとる.このとき,

  PA+PC+PD=PB+PE

が成り立つ.

(証)PA=a,PB=b,PC=c,PD=d,PE=e

  1辺の長さをx,対角線の長さをyとする.

 トレミーの定理より,

  cy+dy=ax

  cy+dx=by

  cx+dy=ex

 これより,yを消去すると

  x(a+c+d)=x(b+e)

  a+c+d=b+e

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