■ポンスレーの不定命題の不変量(その3)

[3]n=7の場合

 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

[4]n=8の場合

 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(x4,r)とすると,

  x1cosθ−rsinθ=r

  x2cosθ+y2sinθ=r

  x2cosφ+y2sinφ=r

  x3cosφ+y3sinφ=r

  x3cosψ+y3sinψ=r

  x4cosψ+rsinψ=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

  x4^2+(r+d)^2=R^2

 θとφとψを消去するにはどうしたらよいか? これらに対しては,単純にグレブナー基底を計算せよというコマンドを入力しても結果は得られす,一工夫が必要であった.なお,グレブナー基底の正誤を確かめるには作図してみるしかないが,これらは実際に作図してみて,正しいことを確認している.

[3]双心七角形

  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

[4]双心八角形

  d^16−8d^14r^2+8d^12r^4−8d^14R^2+40d^12r^2R^2+48d^10r^4R^2−128d^8r^6R^2+128d^6r^8R^2+28d^12R^4−72d^10r^2R^4−264d^8r^4R^4+128d^6r^6R^4−56d^10R^6+40d^8r^2R^6+416d^6r^4R^6+128d^4r^6R^6+128d^2r^8R^6+70d^8R^8+40d^6r^2R^8−264d^4r^4R^8−128d^2r^6R^8−56d^6R^10−72d^4r^2R^10+48d^2r^4R^10+28d^4R^12+40d^2r^2R^12+8r^4R^12−8d^2R^14−8r^2R^14+R^16=0

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