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？

球面五角形の辺の長さをαとする。

a=(tanα)^2とおくと、1+a=a^2, a=(1+√5)/2=φ

tanα=√τ

cosα=1/τ

これがどのようにして求められたものなのか考える。

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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+sin(α）^2cosω

ここで、

ω=π-α

cosβ=(cosα)^2-sin(α）^2cosα

1-φ^2(1-cosα)=(cosα)^2-（１−(cosα）^2)cosα=(cosα)^2-cosα+(cosα）^3

(cosα)に関する３次方程式となったが、n=5の場合は

cosα=1/τを代入すると

左辺=1-τ^2(1-1/τ)＝1-τ^2+τ=0

右辺=1/τ^2-1/τ+1/τ^3=−φ＋２-φ+１+ ２φ−３=0

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この計算は正五角形が決まれば、面積=2πは必ず満たされることを示している。

非正五角形でも同じである。非正N角形でも同じであろう

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N=4で二枚貝のかみ合わせ条件を考えるとa=b=c=dまたはa=c,b=dが必要になりそうである。

そうなると菱形か平行四辺形しかあり得ないことになる

a=b=c=dの場合はA,Bの一方は鋭角、一方は鈍角でcos(π-A)=cosa,cos(π-B)=cosa・・・NG

a=c,b=dの場合はA,Bの一方は鋭角、一方は鈍角でcos(π-A)=cosa,cos(π-B)=cosb・・・A+a=π,B+b=π

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N=5で二枚貝のかみ合わせ条件を考えると

凸はad,be,ca,db,ec

凹はad,be,ca,db,ecなのでかみ合う

N=4で二枚貝のかみ合わせ条件を考えると

凸は(π-A,π-C),(π-B,π-D),(π-C,π-A),(π-D,π-B)

凹は(π-A,π-D),(π-B,π-A),(π-C,π-B),(π-D,π-C)

A=B=C=Dでないとかみ合わない

a=c,b=dが考えられる。

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かみ合わせるために長さをそろえても、角度が合わないのでかみ合わせることができなかった

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