■正七角形と正九角形(その11)
[Q]正七角形の辺の長さを1,短い方の対角線の長さをx,長い方の対角線の長さをyとする.x,yを求めよ.
[A]芸者の扇を折り畳むという解法が知られれている.それによると,
1+y/x=y,x+1/y=y
2つの方程式からxまたはyを消去すると,3次方程式
x^3−x^2−2x+1=0
y^3−2y^2−y+1=0
が得られる.→作図不能
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円分方程式x^n−1=0において,n=5の場合はy=x+1/xとおいて,
x^5−1=x^2(x−1)(y^2+y−1)=0
y=(−1±√5)/2
1の5乗根は1
α={−1+√5+i(10+2√5)^1/2}/4
α^2={−1−√5+i(10−2√5)^1/2}/4
α^3={−1−√5−i(10−2√5)^1/2}/4
α^4={−1+√5−i(10+2√5)^1/2}/4
n=7の場合もy=x+1/xとおいて
x^5−1=x^2(x−1)(y^3+y^2+2y−1)=0
つまり3次方程式に帰着する..
n=11の場合もy=x+1/xとおくと,5次方程式
y^5+y^4−4y^3−3y^2+3y+1=0
に帰着する.
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[まとめ]n=6の場合はn=3の場合の根の平方根,n=8の場合は平方根を3度重ねる,n=9の場合は立方根を重ねる,n=10の場合はn=5の場合の根の平方根.
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