■ガウスのペンタグラム(その30)
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、
ω’=π-ω
cos2α=(cos2α)^2+(sin2α)^2cosω'
cos2α=(cos2α)^2-(sin2α)^2cosω
cosω={(cos2α)^2-cos2α}/(sin2α)^2
cosβ=(cosα)^2+(sinα)^2{(cos2α)^2-cos2α}/(sin2α)^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+(sinα)^2{(cos2α)^2-cos2α}/4(cosα)^2(sinα)^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+{(cos2α)^2-cos2α}/4(cosα)^2
1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2+{2(cosα)^2-1}{(cosα)^2-1}}/2(cosα)^2
2(cosα)^2{1-φ^2(1-cosα)}=2(cosα)^4+{2(cosα)^2-1}{(cosα)^2-1}
2(cosα)^2{1-φ^2(1-cosα)}=4(cosα)^4-3(cosα)^2+1
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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4次方程式になる。
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