■ガウスのペンタグラム(その63)
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?
===================================
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}
===================================
sin(a/2)=A
sin(b/2)=B
sin(c/2)=C
sin(d/2)=D
sin(e/2)=E
sin(f/2)=F
===================================
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
===================================
A=D,B=E,C=F,E^2=A^2+AB+B^2は六角形
sin^2(a/2)+sin(a/2)sin(b/2)+sin^2(b/2)=sin^2(e/2)={1-cos(e)}/2
1-cosa+1-cosb+2sin(a/2)sin(b/2)={1-cos(e)}
cose=cosacosb+sinasinbcosA
1-cosa+1-cosb+2sin(a/2)sin(b/2)={1-cosacosb-sinasinbcosA}
1-cosa+1-cosb+2sin(a/2){1-cos(b)/2}^1/2={1-cosacosb-sinasinbcosA}
ABC記号は角度を表すことにする。A=B=C=D=E=F
ここで,cosb=-cosA=√3-1とおいて、
a<b、a>bを求めると面積を保ったまま、正六角形を平行六角形に変えることができる。
比較のため、N=6 a=42.9415となっている。
===================================
a=37.6991,a'=90-a=52.3009
a=42.9415,a'=90-a=47.0585
a=47.5439,a'=90-a=42.4561
===================================