■正多角形の作図問題(その16)

ここでは複素数(円分多項式)を使わずに正五角形が作図可能であることを証明する(別法)

作図可能であることを示すためには2次方程式に帰着することを証明すればよい(作図方法を見つける必要はない)

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定理1

正n角形が単位円(半径1の円)に内接しているとき

1.ひとつの頂点から他のn−1個の頂点までの距離の平方和は2nに等しい

同義=すべての2頂点間の距離の平方和はn2に等しい

定理2

正n角形が単位円(半径1の円)に内接しているとき

2.ひとつの頂点から他のn−1個の頂点までの距離の積はnに等しい

同義=すべての2頂点間の距離の積はnn/2に等しい

別法

定理1より、2x^2+2y^2=10→ x^2+y^2=5

定理2より、x^2y^2=5

プトレマイオス(トレミー)の定理より、x^2+xy=y^2

x^2,y^2は連立方程式

x^2+y^2=5, x^2-y^2=-√5

の2実根である

x^2=(5-√5)/2, y^2=(5+√5)/2

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