■大円弧多面体(その121)
3等分でも4等分でも3次方程式となった。
1→1/2などチェビシェフ多項式が現れそうな雰囲気もある。
5等分では1/3が現れるかもしれない。
球面五角形の辺の長さをαとする。
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正五角形の1辺の長さをaとすると対角線の長さはaφです
正五角形の辺に対する中心角α度と対角線に対する中心角β
それらのなす角ωを求めたい。
sin(α/2)=a
sin(β/2)=aφ=φsin(α/2)
より,
β=2arcsin(φsin(α/2))=arccos{1-2(φsin(α/2))^2}
二等辺三角形について
cosβ=(cosα)^2+(sinα)^2cosω
正三角形について、4倍とすると
ω’=π-ω
cos4α=(cos4α)^2+(sin4α)^2cosω'
cos4α=(cos4α)^2-(sin4α)^2cosω
cosω={(cos4α)^2-cos4α}/(sin4α)^2
cosβ=(cosα)^2+(sinα)^2{(cos4α)^2-cos4α}/(sin4α)^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+(sinα)^2{(cos4α)^2-cos4α}/16(sinα)^2{2(cosα)^3-cosα}^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+{(cos4α)^2-cos4α}/16{2(cosα)^3-cosα}^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+{8(cosα)^4-8(cosα)^2+1}{8(cosα)^4-8(cosα)^2}/16{2(cosα)^3-cosα}^2
16{2(cosα)^3-cosα}^2{1-φ^2(1-cosα)}=(cosα)^2・16{2(cosα)^3-cosα}^2+{8(cosα)^4-8(cosα)^2+1}{8(cosα)^4-8(cosα)^2}
16{2(cosα)^2-1}^2{1-φ^2(1-cosα)}=16{2(cosα)^3-cosα}^2+{8(cosα)^4-8(cosα)^2+1}{8(cosα)^2-8}
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これを一般化すると
φ⇒2cos(π/n)
にすればいいのであるが、いずれにせよこの方程式は(cosα)に関する6次方程式になる。
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x=cosαとおくと,0<x<1
16(4x^4-4x^2+1){1-φ^2(1-x)}=16(4x^6-4x^4+x^2)+8(8x^4-8x^2+1)(x^2-1)
16(4x^4-4x^2+1){1-φ^2(1-x)}=16(4x^6-4x^4+x^2)+8(8x^6-8x^4+x^2-8x^4+8x^2-1)
16(4x^4-4x^2+1){1-φ^2(1-x)}=16(4x^6-4x^4+x^2)+8(8x^6-16x^4+9x^2-1)
16(4x^4-4x^2+1){1-φ^2(1-x)}=128x^6-192x^4+88x^2-8
-16(4x^4-4x^2+1)φ^2(1-x)=128x^6-256x^4+152x^2-24=(x-1)(128x^5+128x^4-128x^3-128x^2+24x+24)
16(4x^4-4x^2+1)φ^2=(128x^5+128x^4-128x^3-128x^2+24x+24)
2(4x^4-4x^2+1)φ^2=(16x^5+16x^4-16x^3-16x^2+3x+3)
2(2x^2-1)^2φ^2=(16x^5+16x^4-16x^3-16x^2+3x+3)
x^2=1/2を代入したとしても、これ以上簡単にならない
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5次式で
n=3のとき
2(4x^4-4x^2+1)=(16x^5+16x^4-16x^3-16x^2+3x+3)
0=(16x^5+8x^4-16x^3-8x^2+3x+1)
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