■正5角形・正7角形とトレミーの定理(その11)
[1]n=7のとき,辺の長さxと対角線の長さyとzとして(x<y<z),
[定理1]→x^2y^2z^2=7
[定理2]→2x^2+2y^2+2z^2=14
条件が足りないことがわかるだろう.また,2次方程式の範囲内で解けるかどうか,甚だ疑問である.
余弦定理を適用すると
(x^2+y^2−x^2)/2xy=(y^2+z^2−x^2)/2yz=(z^2+z^2−x^2)/2z^2
y^2z^2=xz(y^2+z^2−x^2)=xy(2z^2−x^2)
z^2=7/x^2y^2,z^2=7−x^2−y^2を代入すると,
7/x^2=√7/y(7−2x^2)=xy(14−3x^2−2y^2)
7y=√7x^2(7−2x^2)=x^3y^2(14−3x^2−2y^2)
y=x^2(7−2x^2)/√7,y^2=x^4(7−2x^2)^2/7
を
√7(7−2x^2)=xy^2(14−3x^2−2y^2)
に代入すると,
x^5(7−2x^2)^2/7・(14−3x^2−2x^4(7−2x^2)^2/7)=√7(7−2x^2)
x^5(7−2x^2)/7・(14−3x^2−2x^4(7−2x^2)^2/7)=√7
xの方程式にはなったが,2次方程式には帰着されそうにない.
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[2]n=9のとき,辺の長さxと対角線の長さyとzとwとして(x<y<z<w),
[定理1]→x^2y^2z^2w^2=9
[定理2]→2x^2+2y^2+2z^2+2w^2=18
条件が足りない.2次方程式の範囲内で解けるかどうかも疑問.
余弦定理を適用すると
(x^2+y^2−x^2)/2xy=(y^2+z^2−x^2)/2yz=(z^2+w^2−x^2)/2zw=(w^2+w^2−x^2)/2w^2
y^2zw^2=xw^2(y^2+z^2−x^2)=xyw(z^2+w^2−x^2)=xyz(2w^2−x^2)
w^2=9/x^2y^2z^2,w^2=9−x^2−y^2−z^2を代入すると,
9/x^2z=9/xy^2z^2(y^2+z^2−x^2)=3/z(9−2x^2−y^2)=xyz(18−3x^2−2y^2−2z^2)
9y^2z=9x(y^2+z^2−x^2)=3x^2y^2z(9−2x^2−y^2)=x^3y^3z^3(18−3x^2−2y^2−2z^2)
9=3x^2(9−2x^2−y^2)=x^3yz^2(18−3x^2−2y^2−2z^2)
などとなるが,xの方程式に直すには猶途遠し.
===================================