■サマーヴィルの等面四面体(その107)
(その77)〜(その81)では,高次元の等面単体でも重心,外心,内心が一致することが確かめられた.外接球の半径Rと内接級の半径rを求めてみたい.
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[1]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.
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)
最短辺√3
高さ√2
重心の高さ√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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H^2=2
R=√5/2
r=√2/4・・・rはH/4である.
(R/r)=2√5/√2
(R/r)^2=10
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