■サマーヴィルの等面四面体(その858)

 ξ=2θ,tan(nθ)=ntanθ

とおいて,nθを求めても同値である.

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 nθ=arctan(ntanθ),y=ntanθ

=y−v^3/3+y^5/5−y^7/7+・・・

 正接のn倍角公式は,パスカルの三角形を用いて,次のように書くことができる.

  tannθ=(nC1tanθ−nC3tan^3θ+nC5tan^5θ−・・・)/(nC0−nC2tan^2θ+nC4tan^4θ−・・・)

 分母・分子の係数は,2項係数の符号が対で交代するパスカルの正接三角形

            1

          1   1

        1   2   −1

      1   3   −3   −1

    1   4   −6   −4   1

  1   5  −10  −10   5   1

の形に並べることができる.ほとんどの教科書から消えてしまったが,美しい公式である.

  tannθ=(nC1tanθ−nC3tan^3θ+nC5tan^5θ−・・・)/(nC0−nC2tan^2θ+nC4tan^4θ−・・・)=ntanθ

  (nC1−nC3tan^2θ+nC5tan^4θ−・・・)=n(nC0−nC2tan^2θ+nC4tan^4θ−・・・)

(nC1−nnC0)−(nC3−nnC2)tan^2θ+(nC5−nC4)tan^4θ−・・・+(nCn−nnCn-1)tan^n-1θ=0,nが奇数のとき

(nC1−nnC0)−(nC3−nnC2)tan^2θ+(nC5−nC4)tan^4θ−・・・+(nCn−nnCn-1)tan^nθ=0,nが偶数のとき

のようになる.

(nCk+1−nnCk)=n!/(k+1)!(n−k−1)!−n・n!/(k)!(n−k)!

=n!/(k+1)!(n−k−1)!−n(k+1)・n!/(k+1)!(n−k−1)!(n−k)

=n!/(k+1)!(n−k−1)!・{1−n(k+1)/(n−k)}

=n!/(k+1)!(n−k−1)!・{(−k−nk)/(n−k)}

=−k(n+1)!/(k+1)!(n−k)!=−kn+1Ck+1

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