■ウィア・フェラン泡(その42)

 双子の三角12面体の問題は幾何学的に解ける問題であった.双子の三角20面体の場合でも同様の定式化を行ってみると,・・・

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 正三角形を二等辺三角形(底辺1,高さb)に置き換えてみる.それを平面に投影した二等辺三角形の3辺の長さを(a,a,1),頂角を2θ,開口部の幅をdとおく.

 asinθ=1/2→a=1/2sinθ

 d=2asin(2π−10θ)/2=2asin5θ→d=sin5θ/sinθ

 (acosθ)^2+(d/2)^2=b^2

 (cosθ)^2+(sin5θ)^2=4b^2(sinθ)^2

 1−(sinθ)^2+(16sin^5θ−20sin^3θ+5sinθ)^2=4b^2(sinθ)^2

となって,x=sin^2θに関する5次方程式となる.

 双子の20面体の頂点座標は

  (acosθ+Δ,1/2,0)

  (acosθ+Δ,−1/2,0)

  (acos3θ+Δ,asin3θ,0)

  (acos3θ+Δ,−asin3θ,0)

  (acos5θ+Δ,asin5θ,0)

  (acos5θ+Δ,−asin5θ,0)

  (+Δ,0,d/2)

ここで,

  Δ=|1/2・acos5θ|

  S=10b

 しかしながら,幾何学的な制限から5θ=π/2のとき,(極小値でなく)最小値をとることわかるのである.

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