■等面単体の体積(その177)
直方体に内接する等面四面体の4頂点は
P1(−λ/2,μ/2,ν/2)
P2(λ/2,−μ/2,ν/2)
P3(λ/2,μ/2,−ν/2)
P3(−λ/2,−μ/2,−ν/2)
(λ/2)^2+(μ/2)^2+(ν/2)^2=(a^2+b^2+c^2)/8=R^2=1
それらの接平面は
−λ・x+μ・y+ν・z=2
λ・x−μ・y+ν・z=2
λ・x+μ・y−ν・z=2
−λ・x−μ・y−ν・z=2
3つずつの交点を求める.
[1][2][3]
−λ・x+μ・y+ν・z=2
λ・x−μ・y+ν・z=2
λ・x+μ・y−ν・z=2
Q1(2/λ,2/μ,2/ν)
[1][2][4]
−λ・x+μ・y+ν・z=2
λ・x−μ・y+ν・z=2
−λ・x−μ・y−ν・z=2
Q2(−2/λ,−2/μ,2/ν)
[1][3][4]
−λ・x+μ・y+ν・z=2
λ・x+μ・y−ν・z=2
−λ・x−μ・y−ν・z=2
Q3(−2/λ,2/μ,−2/ν)
[2][3][4]
λ・x−μ・y+ν・z=2
λ・x+μ・y−ν・z=2
−λ・x−μ・y−ν・z=2
Q4(2/λ,−2/μ,−2/ν)
Q1Q2^2=16/λ^2+16/μ^2
Q1Q3^2=16/ν^2+16/λ^2
Q1Q4^2=16/μ^2+16/ν^2
1/λ^2=2/(a^2−b^2+c^2)=1/(4−b^2)
1/μ^2=2/(a^2+b^2−c^2=1/(4−c^2)
1/ν^2=2/(−a^2+b^2+c^2)=1/(4−a^2)
1/λ^2+1/μ^2+1/ν^2=1/(4−a^2)+1/(4−b^2)+1/(4−c^2)=1/κ^2
Q1Q2^2=16/λ^2+16/μ^2=16/k^2−16/ν^2
Q1Q3^2=16/ν^2+16/λ^2=16/k^2−16/μ^2
Q1Q4^2=16/μ^2+16/ν^2=16/k^2−16/λ^2
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ここで,和が8になるように正規化すると
32/κ^2=8,k^2=4
1/λ^2→k^2/λ^2,1/μ^2→k^2/μ^2,1/ν^2→k^2/ν^2
よって,
a~^2=4−16λ^2/(4−c^2)
b~^2=4−16λ^2/(4−b^2)
c~^2=4−16λ^2/(4−a^2)
1/λ^2=4/(4−a^2)+4/(4−b^2)+4/(4−c^2)
が得られた.
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