■五芒星と掛谷の問題(その11)

n芒星、m/n角形、m=(n-1)/2を描くために最初に用いた方法は

ポンスレーの定理から

大円R, 小円r, R=rsec(mπ/n)

であった。R=1とするとr=cos(mπ/n)

このとき小円の外接円の半径は

r=cos(mπ/n)/cos(π/n)

で与えられる。

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これでよしと思ったのだが、得られたrはやや小さい値であった。

 

そこで、

P(cos(2mπ/n),sin(2mπ/n))

Q(cos(4mπ/n),sin(4mπ/n))

PQとx軸との交点を求めると

x=1/{2cos(2mπ/n)-1},r=abs(x)

n=5,m=2のとき両者は一致する。

これが求めたい値であった。

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S/L^2を計算すると

n=5: 0.587785・・・正三角形よりも大きくなってしまう

n=7: 0.73414・・・五芒星より大きくなってしまう。

n=9: 0.761569

n=11: 0.771424

n=13: 0.776126

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