■シュレーフリの公式と直角三角錐(その190)
まずはおさらいから
円:x^2+y^2=1上の点(xo,y0)における接線はx0x+y0y=1
2x+2y(dy/dx)=0,dy/dx=-x/y
y-y0=-x0/y0(x-x0)
y0y-y0^2=-x0x+x0^2
x0x+y0y=x0^2+y0^2=1
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(x0,y0)において、x=x0とx^2+y^2=1の交角が2α(2α<π/2)となるようなx0を求めたい。
dy/dx=tan(π/2-2α)=1/tan2α
-x0/y0=cot2α
(y0cot2α)^2+y0^2=1
y0^2=1/(1+(cot2α)^2)=(sin2α)^2
y0=sin2α、x0=-cos2α
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(0,0),(x0,0),(x0,y0)を結ぶ直角三角形の内角は2α
したがって、内角αの直角三角形はこの図には表れない
もし無理やり表そうとするならば、それぞれの角の二等分線となる。
y=tan(π/2-α)(x-x1)
sin2α=cotα(-cos2α-x1)
2(sinα)^2=(-cos2α-x1)
x1=-cos2α-2(sinα)^2=-2(cosα)^2+1-2(sinα)^2=-1
常に(-1,0)を通る
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2β=π-2α
y=-tan(π/2-β)(x-x2)
y=-tan(α)(x-x2)
sin2α=-tanα(-cos2α-x2)
-2(cosα)^2=(-cos2α-x2)
x2=-cos2α+2(cosα)^2=+1
常に(1,0)を通る
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これはきれいな幾何学的結果である。
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