■ガウスのペンタグラム(その6)
計算に勘違いがあるようなので再考。
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球面五角形の辺の長さをαとする。
a=(tanα)^2とおくと、1+a=a^2, a=(1+√5)/2=φ
tanα=√τ
cosα=1/τ=(√5-1)/2
sinα=1/√τ
α=atn(1/√τ)=51.8273度
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【1】ガウスの五芒星公式
(1)3+5a=a^5
φ^-4=−3φ+5、 √5φ^-4=7φ−11
φ^-3=2φ−3、 √5φ^-3=-4φ+7
φ^-2=−φ+2、 √5φ^-2=3φ−4
φ^-1=φ−1、 √5φ^-1=−φ+3
φ^0=1、 √5φ^0=2φ−1
φ^1=φ、 √5φ^1=φ+2
φ^2=φ+1、 √5φ^2=3φ+1
φ^3=2φ+1、 √5φ^3=4φ+3
φ^4=3φ+2、 √5φ^4=7φ+4
φ^5=5φ+3、 √5φ^5=11φ+7
φ^6=8φ+5、 √5φ^6=18φ+11
右辺mφ+nの係数m,nはフィボナッチ数列をなす.
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(2)この球面五角形の面積をSとすると
S=2π-5α
(1+i√a)^5=a^5・(cosS-isinS)=a^5・(cos5α+isin5α)
(1+i√a)=a・(cosα+isinα)
(1/a+i1/√a)=(cosα+isinα)
cosα=1/a=(√5-1)/2 (OK)
sinα=1/√a (OK)
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(3)∠A+α=π
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球面直角ニ等辺三角形は(α、α、π/2)であるからT=π/2+2α-π
また辺の長さを(α、ω、ω)とすると
cosα=(cosω)^2+(sinω)^2cos(π/2)
cosα=(cosω)^2
cosω=(cosα)^1/2=1/√τ=sinα
ω=38.1727度
α+ω=arccos(1/τ)+arccos(1/√τ)=arccos0=π/2
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まだ四角形が残っていると思われる
4点の球面距離を(ω、ω、ζ、ζ)とすると
2ω+α+ζ=π
2(π/2-α)+α+ζ=πよりζ=α
内角は(π/2,π/2、π/2、π-α)
三角形の内角は(π/2,π/4,(π-α)/2)
U=π/4−α/2
四角形の面積は2U=π/2−α=ω
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S+3T+2U=πは成り立つ
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2T+8U=πも成り立つから、五角形1枚、三角形5枚、四角形5枚で半球となることがわかった。
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