■プトレマイオスの定理(その12)
一般に,正奇数角形正奇数角形A1・・・A2n+1の外接円の弧A1A2n+1上に点Pをとる.そのとき,
A1P+A3P+A5P+・・・+A2n+1P=A2P+A4P+・・・+A2nP
が成り立つ.
それでは,外接円の弧A1An上の点Pから引いた弦の長さの総和
A1P+A2P+・・・+AnP
はどうなるか?
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結論を先にいうと,外接円の半径をR,円周角をθ=π/n,∠PAiA1=αとすると
2Rsin(nθ/2)sin(α+(n−1)θ/2)/sin(θ/2)
最大値はα=θ/2のとき,
2R/sin(θ/2)
n=2m,n=2m+1の場合のそれぞれに対して,図形的な意味を考えることができるが割愛する.
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次に,外接円の中心からの距離がaである点Pから各頂点に引いた弦の長さの平方和
A1P^2+A2P^2+・・・+AnP^2
はどうなるか?
これも結論だけを述べると
n(a^2+R^2)
点Pが外接円周上にあるとき,a=Rであるから
2nR^2
[例]正三角形の場合,
AP^2+BP^2+CP^2=6R^2
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