■周期的四面体らせん構造(その20)
対辺の長さも2bにすることを考える→等面四面体.
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A(0,0,b)
B(0,0,−b)
C(0,h,0)
D(x,y,0)
E(−x,y,0)
F(α,β,γ)
h^2+b^2=1
AC^2=h^2+b^2=1
AD^2=x^2+y^2+b^2=1
CD^2=x^2+(y−h)^2=1 →4b^2
x^2+y^2−2yh+h^2=4b^2
1−b^2−2yh+h^2=4b^2
x^2+y^2=h^2
y=(h^2+1−5b^2)/2h=(3h^2−2)/h
y^2=(3h^2−2)^2/h^2
x^2=h^2−y^2
−b^2=x^2+y^2−1
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F(α,β,γ)の計算は以下の通りである.
Bから△ACDに下ろした垂心H(X,Y,Z)を求めなければならない.二等辺三角形を底面としてその高さをHとすると
(4b^2−H^2)^1/2+(1−b^2−H^2)^1/2=(1−b^2)^1/2
(4b^2−H^2)+(1−b^2−H^2)+2(4b^2−H^2)^1/2(1−b^2−H^2)^1/2=1−b^2
(2b^2−H^2)+(4b^2−H^2)^1/2(1−b^2−H^2)^1/2=0
(4b^2−H^2)(1−b^2−H^2)=H^4−4b^2H^2+4b^4
4b^2(1−b^2)−4b^2H^2−(1−b^2)H^2+H^4=H^4−4b^2H^2+4b^4
4b^2(1−b^2)−(1−b^2)H^2=4b^4,4b^2−8b^4=(1−b^2)H^2
H^2=(4b^2−8b^4)/(1−b^2)
(4b^2−H^2)^1/2=2b^2/(1−b^2)^1/2
HはAとCDの中点を結んだ直線上でAから2b^2/(1−b^2)^1/2の距離にある.
b=1/2のとき,√3/3であるからOK.
A(0,0,b)
B(0,0,−b)
C(0,h,0)
D(x,y,0)
M(x/2,(y+h)/2,0)
AM(x/2,(y+h)/2,−b)
(X)/(x/2)=Y/(y+h)/2=(Z−b)/(−b)=k
k=2b^2/(1−b^2)^1/2/(1−b^2)^1/2=2b^2/(1−b^2)より,H(X,Y,Z)が求められる.
F(α,β,γ)はB+2BHで与えられる.
BH=(X,Y,Z+b)
2BH=(2X,2Y,2Z+2b)
B+2BH=(2X,2Y,2Z+b)=F(α,β,γ)
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