■正多面体の正多角形断面(その207)
4sinxsin2xTncos2(n-1)α={-cos3x+cos(2n-3)x+cos(2n-1)x-cos(4n-1)x}
4sinxsin2xTnsin2(n-1)α={sin3x+sin(2n-3)x+sin(2n-1)x-sin(4n-1)x}
4sinxsin2xΣTncos2(n-1)α={-Σcos3x+Σcos(2n-3)x+Σcos(2n-1)x-Σcos(4n-1)x}
4sinxsin2xΣTnsin2(n-1)α={Σsin3x+Σsin(2n-3)x+Σsin(2n-1)x-Σsin(4n-1)x}
{-Σcos3x+Σcos(2n-3)x+Σcos(2n-1)x-Σcos(4n-1)x}^2+{Σsin3x+Σsin(2n-3)x+Σsin(2n-1)x-Σsin(4n-1)x}^2
d^2={(ΣTncos2(n-1)α)^2+(ΣTnsin2(n-1)α)}^2/(ΣTn)^2
d^2={(4sinxsin2xΣTncos2(n-1)α)^2+(4sinxsin2xΣTnsin2(n-1)α)}^2/(4sinxsin2xΣTn)^2
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4sinαsin2αΣTn・sinα=Σsinrxsin(r+1)x={(N)sin2x-sin2Nx}=(n+1)sin2α
4sinαsin2αΣTncos2(n-1)α・sinα=-(n+1)cos3xsinx
4sinαsin2αΣTnsin2(n-1)α・sinα=(n+1)sins3xsinx
XX=-cos3xsinx/sin2x
YY=sin3xsinx/sin2x
XX^2+YY^2=(sinx/sin2x)^2=1/(2cosx)^2
d^2→1/2
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検算してみたい。
n=2のとき、cosx=1/2→ d^2=1/4・4=1
n=3のとき、cosx=√2/2→ d^2=1/4・2=1/2
n=4のとき、cosx=τ/2→ d^2=1/4・4/τ^2=1/τ^2
n=5のとき、cosx=√3/2→ d^2=1/4・4/3=1/3
すべて一致した。
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α=π/(n+1)として
n=5のとき、-2α回転
n=7のとき、-4α回転
n=9のとき、-6α回転
奇数次元nのとき、(n-3)α回転させることを考える。
cos{(n-3)・π/(n+1)}=cos{{{(n+1)-4}・π/(n+1)}=cos(π-4α)=-cos4α
sin{(n-3)・π/(n+1)}=sin{{{(n+1)-4}・π/(n+1)}=sin(π-4α)=sin4α
-XX・cos4α+YY・sin4α=cos3xsinxcos4x/sin2x+sin3xsinxsin4x/sin2x=sinx/sin2x・cos(x)=1/2・・・x座標一定
-XX・sin4α-YY・cos4α=cos3xsinxssin4x/sin2x-sin3xsinxcos4x/sin2x=sinx/sin2x・sin(x)=1/2・tanx<1/2
よって、図形的証明に合致している
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(その195)からすでに間違いがあったかもしれないと思い見直したが、間違いではなかった。
nを偶数とする
x座標は1/(2cosx)であるから、1→1/τ→・・・→1/2と1/2に近づく。
n=8のとき対角線の交点と一致するだろうか?
nn=9
xi=(cos(2πi/nn),sin(2πi/nn))
x1(cos(2π/9),sin(2π/nn))
x2(cos(4π/9),sin(4π/nn))
x7(cos(4π/9),-sin(4π/nn))
x8(cos(2π/9),-sin(2π/nn))
x1-x7,あるいはx2-x8を考える
y-sin(2π/nn)=(-sin(4π/nn)-sin(2π/nn)) /(cos(4π/9)-cos(2π/9))・(x-cos(2π/9))
y-sin(4π/nn)=(-sin(2π/nn)-sin(4π/nn)) /(cos(2π/9)-cos(4π/9))・(x-cos(4π/9))
m=(-sin(4π/nn)-sin(2π/nn)) /(cos(4π/9)-cos(2π/9))とおくと
m=(-2sin(2π/nn)cos(2π/nn)-sin(2π/nn)) /(2cos^2(2π/9)-cos(2π/9)-1)
m=-sin(2π/nn)/(cos(2π/9)-1)=cot(π/nn)
y-sin(2πi/nn)=m・(x-cos(2π/9))
y-sin(4πi/nn)=-m・(x-cos(4π/9))
交点はy座標が0であるから
mx=-sin(2π/nn)+mcos(2π/9)=-2sinαcosα+m(2cos^2α-1)
mx=sin(4πi/nn)+mcos(4π/9)
x=-2sinαcosα/m+(2cos^2α-1)
x=-2sin^2α+(2cos^2α-1)=2cos2α-1
これが1/2cosα=1/2Yに等しいとすれば
4Y^2-3=1/2Y
8Y^3-6Y-1=0
cosπ/8はこの方程式の解になっているはずである。しかし、これは3倍角の公式であって9倍角の公式ではない
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