■サマーヴィルの等面四面体(その344)
3a=√3(n−2),b=√n,c=√2(n−1)
3aを正三角柱に辺に来るようにすると,ADを含む三角形は
△ABDの場合,AB=b,BD=c
△ACDの場合,AC=c,CD=b
したがって,3a=√3(n−2),b=√n,c=√2(n−1)の三角形の高さ(=e)を求めればよいことになる.
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余弦定理より
(3a)^2=b^2+c^2−2bccosA
cosA={(3a)^2−b^2−c^2}/2bc
={3(n−2)−n−2(n−1)}/2√2n(n−1)
=−2/√2n(n−1)
sin^2A=1−2/n(n−1)={n(n−1)−2}/n(n−1)
=(n+1)(n−2)/n(n−1)
S=1/2・bc・sinA=1/2・(3a)・e
e=bcsinA/3a
=√2n(n−1)・√(n+1)(n−2)/n(n−1)/√3(n−2)
=√2・√(n+1)/√3
e^2=2(n+1)/3
F4→e^2=10/3・・・(OK)
G5→e^2=12/3
H6→e^2=14/3
n=3は不可であるが,
△3→e^2=8/3となって一致する(偶然?)
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[まとめ]正三角柱の断面の1辺の長さはe^2=2(n+11)/3で表される.
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