■掛谷の問題(その3)

1917年,掛谷宗一は「長さが1である線分を1回転させるのに必要な最小面積の図形は何か」という問題を提出しました.

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すぐに思い浮かぶ答えは、直径1の円である。

 (答)ABを中点Oの回りに360°回転した円:面積π/4=0.785398

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 平面における定幅図形(いかなる方向に関しても等しい幅をもっている図形)は円だけではなく,そのような形状は無数にあります.定幅図形の中で最大の面積をもつものは円であり,最小の面積をもつものはルーローの三角形です(ブラシュケ・ルベーグ,1914年).

 (答)ルーローの三角形(正三角形の各頂点を中心として他の2頂点を通る円弧を描いてできる定幅図形):面積(π−√3)/2=0.704770

掛谷も、最初はルーローの三角形が答えだと考えていました。

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 実は凸領域となる最小の領域は,高さが1の正三角形(面積√3/3)であることが藤原松三郎によって予想され,1921年,パル(ハンガリー)によって証明されています.

 (答)高さが1の正三角形(面積√3/3)=0.5773502

これで、ずいぶん面積が小さくなりました

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