■五芒星と掛谷の問題(その140)
1917年,掛谷宗一は「長さが1である線分を1回転させるのに必要な最小面積の図形は何か」という問題を提出しました.
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すぐに思い浮かぶ答えは、直径1の円である。
(答)ABを中点Oの回りに360°回転した円:面積π/4=0.785398
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平面における定幅図形(いかなる方向に関しても等しい幅をもっている図形)は円だけではなく,そのような形状は無数にあります.定幅図形の中で最大の面積をもつものは円であり,最小の面積をもつものはルーローの三角形です(ブラシュケ・ルベーグ,1914年).
(答)ルーローの三角形(正三角形の各頂点を中心として他の2頂点を通る円弧を描いてできる定幅図形):面積(π−√3)/2=0.704770
掛谷も、最初はルーローの三角形が答えだと考えていました。
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実は凸領域となる最小の領域は,高さが1の正三角形(面積√3/3)であることが藤原松三郎によって予想され,1921年,パル(ハンガリー)によって証明されています.
(答)高さが1の正三角形(面積√3/3)=0.5773502
これで、ずいぶん面積が小さくなりました
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