■正多面体の正多角形断面(その335)

X=1+2cos(2π/7)

7(X^2-X+1)/(X^2+X+2)^2=1/(2cos(π/7))^2

半角公式を使えばいったん次数は下がると思われる

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7(X^2-X+1)/(X^2+X+2)^2=1/2(1+cos(2π/7))

7(X^2-X+1)/(X^2+X+2)^2=1/2(1+(X-1)/2)

7(X^2-X+1)/(X^2+X+2)^2=1/(1+X)

7(X+1)(X^2-X+1)=(X^2+X+2)^2

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y=X-1=2cos(2π/7)とおく.

x=y+1

7(y+2)((y^2+2y+1)-(y+1)+1))=((y+1)^2+(y+1)+2)^2

7(y+2)(y^2+y+1)=(y^2+3y+4)^2

7(y^3+y^2+y+2y^2+2y+2)=(y^4+9y^2+16+6y^3+24y+8y^2)

7(y^3+3y^2+3y+2)=(y^4+6y^3+17y^2+24y+16)

(y^4-y^3-4y^2+3y+2)=0

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  θ=2π/7,7θ=2πより,

  cos(3θ+4θ)=1

  cos(3θ)=cos(4θ)

 3倍角の公式は

  cos(3θ)=4cos^3θ−3cosθ

4倍角の公式を知らなければ,倍角の公式を2回適用して

  cos(4θ)=2cos^22θ−1=8cos^4θ−8cos^2θ+1

 したがって,cosπ/7を解とする方程式は

  4x^3−3x=8x^4-8x^2+1

  8x^4-4x^3−8x^2+3x+1=0

y=X-1=2cos(2π/7)より

  y^4/2-y^3/2−2y^2+3y/2+1=0

  y^4-y^3−4y^2+3y+2=0

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これが最も簡単のようだ

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