■ガウスのペンタグラム(その52)
N=5については非正5角形版を作成したが、それ以外では測地線条件を満たすことができるのだろうか?
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このための条件式を作るのは難しそうである。A+a=πのような式が欲しいところであるが…
円弧でない四角形についてトレミーの定理:AC+BD=EFが成り立つ
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}
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sin(a/2)=A
sin(b/2)=B
sin(c/2)=C
sin(d/2)=D
sin(e/2)=E
sin(f/2)=F
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sin(a/2)sin(c/2)+sin(b/2)sin(d/2)=sin(e/2)sin(f/2)
これからefを消去したい。
ABC記号は角度を表すことにする。
S=A+B+C+D-2π
cose=cosacosb+sinasinbcosA=cosccosd+sincsindcosC
cosf=cosbcosc+sinbsincsinB=cosacosd+sinasindcosD
二等辺三角形について
T=4π-A-B-C-D
S+T=2π
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A=C,B=D,E^2=A^2+B^2は長方形
sin^2(a/2)+sin^2(b/2)=sin^2(e/2)={1-cos(e)}/2
1-cosa+1-cosb={1-cos(e)}
cosa+cosb={1+cos(e)}
cose=cosacosb+sinasinbcosA
ABC記号は角度を表すことにする。A=B=C=D
cosa+cosb={1+cosacosb+sinasinbcosA}
b=2aとすると
cosa+2(cosa)^2-1=1+2(cosa)^3-cosa+2(sina)^2cosacosA
したがって、Aを決めなければaが決まらない。
A=2π/3とすると
cosa+2(cosa)^2-1=1+2(cosa)^3-cosa-(1-(cosa)^2)cosa=1+2(cosa)^3-cosa-cosa+(cosa)^3
=1-2cosa+3(cosa)^3
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b=aとすると
2cosa=1+(cosa)^2+(1-(cosa)^2)cosA
-(1-cosa)^2=+(1-(cosa)^2)cosA
-(1-cosa)=(1+cosa)cosA
これはガウスのペンタグラムでN=4の場合に一致するのだろうか?
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cosa=√2-1のとき
cosA=-(2-√2)/√2=-cosa
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