■デューラーの八面体の設計(その28)
ベクトルc↑とx軸のなす角φは
cosφ=x/(d^2+1)^(1/2)=(d^2−1)/d(d^2+1)^(1/2)
で求められますが,このように菱形六面体の計量値はすべてパラメータdを用いて表すことができます.
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【1】計量
扁長菱面体の8頂点のうち6つは同心球面上に位置しますが,菱形の鋭角が3つ集まって構成される2つの頂点はこの球には内接しません.すなわち,この菱面体の8つの頂点は2つの同心球面上(6つは内側の球面に,2つは外側の球面に)に位置することになります.
菱形の鋭角が3つ集まって構成される2つの頂点
(0,0,0),(2d+x,0,z)
までの距離は等しく
R^2=(d+x/2)^2+(z/2)^2=(9d^2−3)/4
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2つの頂点を切頂して球に内接する多面体を作ったわけですが,菱形六面体を球に内接するように切頂すると,新たに正三角形面が2面できます.
そこで,切頂によってできる正三角形面
(td,t,0),(td,−t,0),(tx,0,tz)
(2d+x−td,−t,z),(2d+x−td,t,z),(2d+x−tx,0,z−tz)
のそれぞれの中心(重心)
((2d+x)t/3,0,zt/3)
((2d+x)(1−t/3),0,z(1−t/3))
を通る球の半径rを求めてみることにします.
この球の半径は,
r^2={(d+x/2)^2+(z/2)^2}(1−2t/3)^2
=R^2(1−2t/3)^2
で与えられます.
したがって,R/r比は
R/r=1/(1−2t/3)=3/(1−2t)
となりますが,ここでtは切頂比であって
t=2(d^2−1)/(d^2+1)
と計算されます.
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【2】三角形面間距離
R^2=(d+x/2)^2+(z/2)^2=(9d^2−3)/4
r^2={(d+x/2)^2+(z/2)^2}(1−2t/3)^2
=R^2(1−2t/3)^2
として
2r
で与えられる.
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