■サマーヴィルの等面四面体(その437)

  A(21/30√2,3s/6,−3c/6)

  D(21/30√2,−3s/6,3c/6)

  C(−9/30√2,3c/6,3s/6)

  B(−9/30√2,−3c/6,−3s/6)

  E(−19/30√2,−5s/6,5c/6)

  O(0,0,0)

の(x^2,y^2,z^2)を計算すると,s^2=1/10,c^2=9/10

  A(441/1800,45/1800,405/1800)

  D(441/1800,45/1800,405/1800)

  C(81/1800,405/1800,45/1800)

  B(81/1800,405/1800,45/1800)

  E(361/1800,125/1800,1125/1800)

  O(0,0,0)

 正四面体ABCDの重心は

  (6/30√2,0,0)

 正四面体BCDEの重心は

  (−4/30√2,−2s/6,2c/6)

 z座標の差は2c/6=1/√10であるから,正四面体1個についてのピッチは最短辺の1/√10になる.等面四面体の場合の高さ1/3に比べるとわずかに縮むことがわかった.

 ねじれ角に対応する辺1本当たりのz座標の差は

  3(c−s)/6=1/√10

になる.=重心間のz座標の距離

 1^2−{6/n(n+1)(n+2)}

={n^3+3n^2+2n−6}/n(n+1)(n+2)

=(n−1)(n^2+4n−6)/n(n+1)(n+2)

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 なお,重心間距離を求めるのならば

  (1/3√2)^2+(s^2+c^2)/9=1/18+1/9=1/6

より,1/√6となる.

 また,BCらせんにおいて回転軸と正四面体の重心との距離を求めてみたい.

 正四面体ABCDの重心は

  (6/30√2,0,0)

 回転軸は(0,0,0)であるから,

  1/5√2=√2/10

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[まとめ]外筒の半径に対しては明示的な公式は期待できないとのことである.

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