■直観幾何学研究会2023(その22)

【3】n=7の星形化(星形7/2角形)

 内接円の中心を原点にとる.外接円との交点をA(x1,r),B(x2,y2),C(x3,y3),D(0,R+d)とすると,

  x1cosθ+rsinθ=r

  x2cosθ+y2sinθ=r

  x2cosφ+y2sinφ=r

  x3cosφ+y3sinφ=r

  x3cosψ+y3sinψ=r

  (R+d)sinψ=r

 また,外接円の中心O(0,d)と点A,点B,点Cとの距離の2乗はR^2となることより

  x1^2+(r−d)^2=R^2

  x2^2+(y2−d)^2=R^2

  x3^2+(y3−d)^2=R^2

 同様に,双心七角形の基底は

  d^12+4d^10rR−24d^8r^3R+32d^6r^5R−6d^10R^2−4d^8r^2R^2−16d^6r^4R^2−20d^8rR^3+64d^6r^3R^3+15d^8R^4+16d^6r^2R^4+32d^4r^4R^4+64d^2r^6R^4+40d^6rR^5−48d^4r^3R^5−32d^2r^5R^5−20d^6R^6−24d^4r^2R^6−16d^2r^4R^6−40d^4rR^7+15d^4R^8+16d^2r^2R^8+20d^2rR^9+8r^3R^9−6d^2R^10−4r^2R^10−4rR^11+R^12=0

であるが,星形7/2角形の基底は,

  d^12−4d^10rR+24d^8r^3R−32d^6r^5R−6d^10R^2−4d^8r^2R^2−16d^6r^4R^2+20d^8rR^3−64d^6r^3R^3+15d^8R^4+16d^6r^2R^4+32d^4r^4R^4+64d^2r^6R^4−40d^6rR^5+48d^4r^3R^5+32d^2r^5R^5−20d^6R^6−24d^4r^2R^6−16d^2r^4R^6+40d^4rR^7+15d^4R^8+16d^2r^2R^8−20d^2rR^9−8r^3R^9−6d^2R^10−4r^2R^10+4rR^11+R^12=0

となる.

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