■正方形の面積を等分する(その2)
正方形の面積を2等分するとき,その仕切り線の長さは1であったが,それでは正方形の面積を4等分するとき,その仕切り線の長さは2だろうか?
===================================
[1]頂点Aと対頂点Cを中心とする4分円を描き,円弧の中央を線分で結ぶ場合,円の半径をxとすると
1/4・πx^2=1/4
x=(1/π)^(1/2)=0.56419・・・
したがって,円弧の長さの合計は
πx=(π)^(1/2)=1.77245・・・
線分の長さは
√2−2x
であるから,仕切り線の合計は
√2+(π−2)x=2.05829・・・>2
===================================
[2] [1]では>2となってしまったが,この場合,円弧と線分は90°をなす三叉路を作っている.そこで,仮に(−c,0)を中心とする12分円を描き,4つの円弧の中央を線分で結ぶことを考える.
円弧と線分の交点を(x,x)とすると
π/3・x^2−(√3−1)/2・x^2=1/8
x=0.428378・・・
したがって,円弧の長さの合計は
2π・2x/3=1.79438・・・
線分の長さは
√2−2x√2
であるから,仕切り線の合計は
√2+(4π/3−2√2)x=1.99696・・・<2
===================================