■サマーヴィルの等面四面体(その624)
BCらせんについて,正四面体の3組の相対する辺はねじれの位置にあり,その中点を結ぶ直線はこれらの辺に直交する.まず,中点間距離を求めてみたい.
辺の長さ1の正四面体の頂点座標を
(−1/2,−√3/6,−√6/12)
(1/2,−√3/6,−√6/12)
(0,√3/3,−√6/12)
(0,0,√6/4)
にとる.
対辺の中点は
(0,−√3/6,−√6/12)
(0,√3/6,√6/12)
その距離は
{(√3/3)^2+(√6/6)^2}^1/2=1/√2
対辺の中点を結ぶ直線をx軸として,正四面体の4頂点を
A(1/2√2,0,−1/2)
D(1/2√2,0,1/2)
C(−1/2√2,1/2,0)
B(−1/2√2,−1/2,0)
にとることができるが,ベクトル
AD(0,0,1)
AB(−1/√2,−1/2,1/2)
AC(−1/√2,1/2,1/2)
の重心
AG(−2/3√2,0,2/3)
を2倍伸張した点E(x,y,z)の座標は
A+2AG=(1/2√2,0,−1/2)+2(−2/3√2,0,2/3)=(−5/6√2,0,5/6)
これをx軸周りにθだけ回転させて,5点が同一円周上にあるような投影方向を求めなければならない.c=cosθ,s=sinθ
A(1/2√2,s/2,−c/2)
D(1/2√2,−s/2,c/2)
C(−1/2√2,c/2,s/2)
B(−1/2√2,−c/2,−s/2)
E(−5/6√2,−5s/6,5c/6)
O(x,0,0)
(x−1/2√2)^2+s^2/4=(x+1/2√2)^2+c^2/4=(x+5/6√2)^2+s^2・(5/6)^2
x^2−x/√2+1/8+s^2/4
=x^2+x/√2+1/8+1/4−s^2/4
=x^2+5x/3√2+25/72+25s^2/36
2x/√2+1/4−s^2/2=0
8x/3√2+2/9+4s^2/9=0
8x/3√2+1/3−2s^2/3=0
1/9−10s^2/9=0,s^2=1/10,c^2=9/10
x√2+1/4−1/20=0→x=−1/5√2・・・7:3に内分する.
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