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算額(その1642)

2025年03月03日 | Julia

算額(その1642)

八十五 室根村折壁字大洞 入沢弥栄神社 明治16年(1883)

山村善夫:現存 岩手の算額,昭和52年1月30日,熊谷印刷,盛岡市.
http://www.wasan.jp/yamamura/yamamura.html

今有如図 03076
https://w.atwiki.jp/sangaku/pages/286.html

台の上に大球を置き,その周りに小球を環状に置く。大球の直径が 30.6 寸,小球の直径が 435/500 寸のとき,小球は何個あるか。

平面図は以下のようになっている。小球は,大球に比べてかなり小さい。

大球の半径と中心座標を r1, (0, 0, r1)
小球の半径と個数を r2, n
大球と小球の中心までの水平距離を x
とおき,以下の連立方程式を解く。

include("julia-source.txt");
# julia-source.txt ソース https://blog.goo.ne.jp/r-de-r/e/ad3a427b84bb416c4f5b73089ae813cf

using SymPy
@syms n::positive, x::positive, r1::positive, r2::positive
x = 2*sqrt(r1*r2)
eq = x*sind(180/n) - r2
ans_n = solve(eq, n)[2] |> simplify
ans_n |> println

    pi/asin(sqrt(r2)/(2*sqrt(r1)))

ans_n(r1 => 30.6/2, r2 => 435/500/2).evalf() |> println

    37.2190365074204

大球の直径が 30.6 寸,小球の直径が 435/500 寸のとき,小球は 37 個で,0.2190365074204 個分の隙間が開く。

37 個の球を等間隔に配置すれば,それぞれの小球の間の隙間は殆ど見えないだろうが。

「術」は「sqrt(大球径/小球径)*円周率*2」で,結果は 37.263269312788424 であるが,「答」は 65/500 = 0.13 個と 1 個にも満たないということになっているがこれでは術と合わない。端数を書いてしまったということではないか。

そうだとしても,端数が 0.13 とはどのような「円周率」を使ったのであろうか。計算してみると 3.13035698098977 という半端な「円周率」である。

@syms 大球径, 小球径, 円周率
大球径 = 30.6
小球径 = 435/500
eq = 2sqrt(大球径/小球径)*円周率 - 37.13
solve(eq, 円周率)[1] |> println

    3.13035698098977

function draw(more)
    pyplot(size=(500, 500), grid=false, aspectratio=1, label="", fontfamily="IPAMincho")
    r1 = 30.6/2
    r2 = 435/500/2
    n = 37
    x = 2*sqrt(r1*r2)
    plot()
    circle(0, 0, r1)
    circle(0, 0, x, :green)
    rotate(0, x, r2, :blue, angle=360/n)
    if more        
        delta = (fontheight = (ylims()[2]- ylims()[1]) / 500 * 10 * 2) /3  # size[2] * fontsize * 2
        hline!([0], color=:gray80, lw=0.5)
        vline!([0], color=:gray80, lw=0.5)
    end
end;

draw(true)


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