数学bot (https://twitter.com/mathematics_bot) の解答を作ってみるブログ。
投稿されたオリジナル問題を中心に。各出題者ごとの問題採番はバルム氏のまとめ(http://balm.web.fc2.com/mathmatics.pdf)に準じています。
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正n角形A[n≧5]がある。2辺をAと共有するような三角形n個で囲まれてできる、Aでない正n角形をBとする。(Aの面積)/(Bの面積)をnの式で表せ。(cruz__F様)
A の頂点のうち連続する4つを P, Q, R, S とし、PR と QS の交点を T とする。
また、 A と B 共通の中心点を O とする。
求める値は (OQ/OT)^2 である。
∠QOT = (2π/n) / 2 = π/n
∠OQT = ∠OQS = (π- 4π/n) / 2 = π/2 - 2π/n
∠OTQ = π - π/n - ( π/2 - 2π/n ) = π/2 + π/n
正弦定理より
OQ/OT = sin∠OTQ / sin∠OQT
= sin(π/2 + π/n ) / sin(π/2 - 2π/n )
= cos(π/n) / cos(2π/n)
したがって求める面積比は cos^2(π/n) / cos^2(2π/n)
また、 A と B 共通の中心点を O とする。
求める値は (OQ/OT)^2 である。
∠QOT = (2π/n) / 2 = π/n
∠OQT = ∠OQS = (π- 4π/n) / 2 = π/2 - 2π/n
∠OTQ = π - π/n - ( π/2 - 2π/n ) = π/2 + π/n
正弦定理より
OQ/OT = sin∠OTQ / sin∠OQT
= sin(π/2 + π/n ) / sin(π/2 - 2π/n )
= cos(π/n) / cos(2π/n)
したがって求める面積比は cos^2(π/n) / cos^2(2π/n)
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