■円に内接するn角形の面積(その13)
1辺の長さが1の正n角形に内接する円がある.このとき,円の半径rは,
r=1/(2tan(π/n))
で与えられる.
[1]n=3,r=1/(2√3)
[2]n=4,r=1/2
[4]n=6,r=√3/2
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[1]n=3
r=1/(2tanθ),θ=π/3,tan3θ=0,tanθ≠0より,
3tanθ−tan^3θ=0
3−tan^2θ=0
3−1/4r^2=0
12r^2−1=0
[2]n=4
r=1/(2tanθ),θ=π/4,tan4θ=0,tanθ≠0より,
4tanθ−4tan^3θ=0
1−tan^2θ=0
1−1/4r^2=0
4r^2−1=0
ここで,tan(π/n)に対してn倍角の公式を適用すると,rは代数方程式の解として得ることができる.一般式で表してみよう.
r=1/(2tanθ),θ=π/n,tannθ=0,tanθ≠0より,
[1]n=2kのとき,(j=0〜k−1)
Σ(−1)^j(n,2r+1)(tanθ)^2j+1=0
Σ(−1)^j(n,2r+1)(1/2r)^2j+1=0
[2]n=2k+1のとき,(j=0〜k)
Σ(−1)^j(n,2r+1)(tanθ)^2j+1=0
Σ(−1)^j(n,2r+1)(1/2r)^2j+1=0
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