院長のへんちき論(豊橋の心療内科より)

毎日、話題が跳びます。テーマは哲学から女性アイドルまで拡散します。たまにはキツいことを言うかもしれません。

正多面体が5種類しかないことの証明

2006-12-30 15:35:58 | Weblog
 各面が正p角形であり、頂点に集まる面の数がqであるとき、次の式が成り立つ。

    1/p+1/q+1/2>1・・・(1)

 p、qが共に3以上であることから、整数p、qの組は・・・

 (3,3)(3,4)(4,3)(3,5)(5,3)の5組しかない。

 なぜ式(1)が成り立つかというと・・・

 正p角形の外角の和が2πなので、内角の和は・・・

    (1-2/p)π

 である。

 頂点にq個の面が集まっている場合、この内角のq倍は2πより小さくなくてはならない。すなわち・・・

    (1-2/p)πq<2π

 この式を整理すると次のようになる。

    (p-2)(q-2)>4・・・(2)

 式(1)と式(2)は同じものである。

 証明終わり。