■等面四面体の最大体積(その2)
[Q]3辺の長さがx,y,1である三角形4枚からなる等面四面体の体積は?
a^2+b^2=x^2
b^2+c^2=y^2
c^2+a^2=1^2
a^2+b^2+c^2=1/2・(x^2+y^2+1)
a^2=1/2・(x^2−y^2+1)
b^2=1/2・(x^2+y^2−1)
c^2=1/2・(−x^2+y^2+1)
V=abc−4abc/6=abc/3
=1/24・(x^2−y^2+1)(x^2+y^2−1)(−x^2+y^2+1)
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[Q]x+y=2のとき,等面四面体の最大体積は?
V=1/24・(x^2−(2−x)^2+1)(x^2+(2−x)^2−1)(−x^2+(2−x)^2^2+1)
=1/24・(4x−3)(2x^2−4x+3)(−4x+5)
=−1/24・(16x^2−32x+15)(2x^2−4x+3)
V’=−1/24{(32x−32)(2x^2−4x+3)+(16x^2−32x+15)(4x−4)}
=−1/24{(4x−4)(16x^2−32x+24)+(16x^2−32x+15)(4x−4)}
=−1/24(4x−4)(32x^2−64x+39)
=−1/6(x−1)(32(x−1)^2+7)
したがって,体積が最大となるのはx=1,y=1→正四面体
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