■ウィア・フェラン泡(その71)

 計算力が鈍っているのか,あるいは,どこかで角度に勘違いがあるのかわからないが,ゴールドバーグの論文の結果と微妙なズレがある.(その64)以降を再考したい.

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【1】ゴールドバーグの14面体の計量

 ねじれ重角錐(n^25^2n)の重心を(0,0,0),単位球が内接するとして,五角形の頂点をA,辺CDが正n角形と組み合わさる辺とします.そして,空間座標を

  A(0,y3,z3)

  B(−x2,y2,z2)

  C(−x1,y1,1)

  D(x1,y1,1)

  E(x2,y2,z2)

また,放射線の中心を

  F(0,0,z0)にとります(z3=−z2).

5角形面の重心は

  G(0,Y,Z)

  Y=(2y1+2y2+y3)/5,Z=(2z1+2z2+z3)/5

で与えられます.Y^2+Z^2=1,z1=1.

 これら5点をx=0平面上に投影すると

y1/(z0−1)=y2/(z0−z2)

=y3/(z0−z3)=Y/(z0−Z)=Z/Y

 また,(0,(y2+y3)/2,(z2+z3)/2)=(0,(y2+y3)/2,0)もx=0平面上にあるので,∠OFA=θとすると

y1/(z0−1)=y2/(z0−z2)

=y3/(z0−z3)=Y/(z0−Z)=Z/Y

=(y2+y3)/2z0=tanθ

より,

  z0=1/sinθ,Y=cosθ,Z=sinθ

 また,z=0平面上に投影すると,(x2/2,(y2+y3)/2,0)も投影されるので,

  x1/y1=x2/y2=tan(π/n)

  x2/(y2+y3)=tan(π/2n)

 さらに,x=0平面上の投影図より(これはY^2+Z^2=1と同じかもしれないが,凧型に着目して)

  y1^2=(Y−y1)^2+(Z−1)^2

より,

  y1=(z0−1)tanθ=(1−sinθ)/cosθ

  y2+y3=2z0tanθ=2/cosθ

  x2=(y2+y3)tan(π/2n)=2tan(π/2n)/cosθ

  y2=x2/tan(π/n)=2tan(π/2n)/cosθtan(π/n)

  y3=2z0tanθ−y2

  Y=(2y1+2y2+y3)/5

   =(2y1+y2+2z0tanθ)/5=cosθ

に代入すると

  2(1−sinθ)/cosθ+2tan(π/2n)/cosθtan(π/n)+2/cosθ=5cosθ

に帰着されます.

  2(1−sinθ)+2tan(π/2n)/tan(π/n)+2=5cos^2θ

  2(1−sinθ)+1−tan^2(π/2n)+2=5(1−sin^2^2θ)

 結局,2次方程式

  5sin^2θ−2sinθ−tan^2(π/2n)=0

に帰着されます.(誤りは見つからない)

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