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算額(その1615)

2025年02月13日 | Julia

算額(その1615)

八戸市北糠塚 光龍寺 昭和54年(1979)8月18日 桑原秀夫 復元奉納
http://www.wasan.jp/aomori/koryuji.html
キーワード:正20面球
#Julia, #SymPy, #算額, #和算, #数学

直径が R の球の表面上に互いに等距離になるように 12 個の点を配置し,それらを結ぶと合同な曲面が 20 個できる。これを正 20 面球と呼ぶ。辺の長さはいかほどか。

球面上の 12 頂点は,この球に内接する一辺の長さが a の正 20 面体である。球の半径は R = (sqrt(10 + 2√5)/4)*a なので,a = R/(sqrt(10 + 2√5)/4) である。

正 20 面体の隣り合う頂点を A, B,重心を O としたとき,∠AOB = θ = 63.4349488229220° である。

using SymPy
@syms R, a, θ
eq1 = R - (sqrt(10 + 2√Sym(5))/4)*a
eq2 = 2R^2 - 2R^2*cos(θ) - a^2
res = solve([eq1, eq2], (θ, a))[2]

    (acos(sqrt(5)/5), 2*sqrt(2)*R/sqrt(sqrt(5) + 5))

θ = res[1]
θ |> println
deg = θ/PI*180
deg.evalf() |> println

    acos(sqrt(5)/5)
    63.4349488229220

A,B,O の3点を含む平面でこの外接球を切ると,切断面は半径 R の円になる。曲線ABはこの円の円周の θ/2π 倍である。

((θ/2PI) * (PI*2R)) |> println

    R*acos(sqrt(5)/5)

R = 6 のとき,正 20 面球の辺の長さは 6.64289230676454 である。

((θ/2PI) * (PI*2R))(R => 6).evalf() |> println

    6.64289230676454

 


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