■サマーヴィルの等面四面体(その77)

 等面四面体では重心,外心,内心が一致する.(その70)では外心を求めたが,重心,内心と一致するかどうか調べてみたい.

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  A(0,0,0)

  B(2,0,0)

  C(1,√2,0)

  D(1,0,√2)

  R(1,1/2√2,1/2√2)=(1,√2/4,√2/4)

  R^2=x^2+y^2+z^2=(x−2)^2+y^2+z^2 → x=1

  (x−1)^2+(y−√2)^2+z^2=(x−1)^2+y^2+(z−√2)^2

  y^2+z^2+1=(y−√2)^2+z^2=y^2+(z−√2)^2

  1=−2√2y+2=−2√2z+2

  y=1/2√2,z=1/2√2

  R^2=1+1/8+1/8=5/4

 2,√3,√3,残り3辺の長さは√5/2になる.

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 ABCDの重心は(1,√2/4,√2/4)→一致

 △ABC:z=0→点Rまでの距離は√2/4

 △ABD:y=0→点Rまでの距離は√2/4

 △ACD:x+by+cz=0

  1+b√2=0

  1+c√2=0→x−y/√2−z/√2=0

  点Rまでの距離は1/2√2=√2/4

 △BCD:x+by+cz=2

  1+b√2=2

  1+c√2=2→x+y/√2+z/√2=2

  点Rまでの距離は1/2√2=√2/4→内心も一致

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