■サマーヴィルの等面四面体(その902)

 さらに,空間充填四面体は

  c^2=3(b^2−a^2)

を満たす.a^2=1として,

[Q]空間充填四面体の体積の最大値・最小値を求めよ.

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144V^2=c^2(1−c^2)+b^4(3−2b^2+c^2)+(−1+c^2)

=−(c^2−1)^2+b^4(3−2b^2+c^2)

c^2=3b^2−3を代入すると,B=b^2

144V^2=−(3b^2−4)^2+b^6=B^3−9B^2+24B−16

Bで微分すると

3B^2−18B+24=3(B^2−6B+8)

B^2−6B+8=(B−2)(B−4)=0

[1]B=2,c^2=3(b^2−a^2)

a=1,b=√2,c=√3のとき,体積は最大値1/6をとる

[2]B=4,c^2=3(b^2−a^2)

a=1,b=2,c=3のとき,三角形にならない→体積0

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