■ウィア・フェラン泡(その44)
双子の三角8面体の場合はどうなるだろうか?
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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−4θ)/2=2asin2θ→d=sin2θ/sinθ
(a)^2+(d/2)^2=b^2+1/4
1+(sin2θ)^2=(4b^2+1)(sinθ)^2
1+4(sinθ)^2(1−sin^2θ)=(4b^2+1)(sinθ)^2
となって,x=sin^2θに関する2次方程式となる.
4(sinθ)^4+(4b^2−3)(sinθ)^2−1=0
双子の16面体の頂点座標は
(a+Δ,0,0)
(acos2θ+Δ,1/2,0)
(acos2θ+Δ,−1/2,0)
(+Δ,0,d/2)
ここで,
Δ=|1/2・acos2θ|
S=4b
しかしながら,幾何学的な制限から2θ=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.このとき,
4(sinθ)^4+(4b^2−3)(sinθ)^2−1=0
1+(4b^2−3)/2−1=0
b=√3/2
となって,これは正八面体である.
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