・八角形の特徴                      らすかる氏

 次の八角形には、どのような特徴があるでしょうか。
(「対辺が平行」などの自明な特徴は除く)

  


 DD++ さんからのコメントです。(令和4年5月12日付け)

 外接円が存在する八角形で、各辺の長さ及び円の半径が全て自然数になっているもの。
……のうち最小のもの?(自信なし)


 りらひいさんからのコメントです。(令和4年5月12日付け)

 文章を読んだ瞬間に、「きっと対角線の長さがすべて整数なんだろうな」と思って確認した
ら、その通りでした。見事ですね。


 らすかるさんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 私の予定回答は、りらひいさんの通りですが、DD++ さんが書かれたことも気になって調べ
ました。

 その結果、「外接円が存在する八角形で、各辺の長さ及び円の半径が全て自然数になっ
ているもの。……のうち最小のもの」は、

 「外接円の半径 8、辺の長さ 9、9、8、8、8、2、2、2 の八角形(辺は順不同)」

でした。

# これは半径が最小のもののうち、最長辺が最小であるものです。半径8の解は3つあり、
 半径が最小のもののうち、面積が最小ならば別の解になると思います。

 ただし、「外接円が存在する八角形で、各辺の長さ及び円の半径が自然数で、対辺がそ
れぞれ平行であるもののうち最小のもの」であれば、最初に書いた半径65の八角形になり
ます。


 DD++ さんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 なるほど、「平行八角形」なら正解でしたか……。

 ところで、辺の長さが 33、25、16 ではなく、全て2倍してあるのはどういう意図だったので
しょう?私はそこに違和感を覚えて、奇数の長さになっている線分、即ち、半径が整数となっ
ていることが何か重要なんだろうなと思っていたのですが……単にそういう八角形を探す方
法上での都合でしたか?


 らすかるさんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 単なる探す時の都合です。

 x^2+y^2=65^2上の点として、

 (63,16)、(33,56)、(-33,56)、(-63,16)、(-63,-16)、(-33,-56)、(33,-56)、(63,-16)

の8点をとり、それぞれの点間の距離を計算していたので、結果的に偶数になりました。

 半径を除けば、対角線の長さも含めてすべて偶数だったので、1/2にすることもできるな、
と後で思いましたが、1/2にしてしまうと座標で書くときとか外接円の方程式とかで、少し不
便になりますので、そのままにしました。

 「どの3点も一直線上にないn点があり、どの2点間の距離も整数」のnに上限があるか?

というのを考えている途中経過なのですが、こういう八角形があることを考えると、上限はな
さそうな気がしています。
(ただし、点が増えると爆発的に長さの値が大きくなる気はしますが…)


 DD++ さんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 なるほど、そういう研究の過程でしたか。

 半径に制限をつけなければ、そのような点を同一円周上に無限に取れると思います。

 任意の隣り合う頂点の間の中心角が「その半角の sin も cos も有理数になるような角度」
になるように点をとっておけば、どの頂点間の中心角も「その半角の sin も cos も有理数に
なる角度」なわけですから、単位円周上で任意の2点間の距離が有理数になるような点を好
きなだけ取れます。

 ぐるっと回って戻ってきた最後の1個の中心角も条件を満たすのか、という点に関しても、
全ての中心角の合計が 2π であることから問題なし。


 らすかるさんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 理論的な裏付けをありがとうございます。とりあえず、半径243061325の円に内接する192
角形で、すべての辺と対角線が整数になる具体値(192個の座標)までは出しました。

 裏が取れたことで、これ以上進めても無意味なので、終了することにします。


 GAI さんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

 八角形にこだわらなければ、半径をいろいろ変化させると、それに内接するものがいろい
ろ作れていくのが面白いですね。(対角線の長さは無視です。)

 例えば、半径を8としたら、8が等しい2辺に対し、残る1辺の長さが 4、11、14 の二等辺
三角形をそれぞれ 1、1、2個で埋めると、8の円に内接する四角形が納まる。

 また、残る1辺の長さが 4、8、14の二等辺三角形なら、2、3、1個で内接する六角形が
納まる。(8を6個使えばこれも内接しているが・・・)

 半径を9とすると、これに内接する六角形を

残る一辺の長さ (2,9,12) -> (1,3,2)個
           (3,9,17) -> (2,3,1)個
           (6,9,14) -> (2,3,1)個

        当然   (9) -> 6個

 以下、同様に、

円の半径 => 残り一辺の長さ 個数  
12
13
13
13
14
14
16
16
16
16
16
16
16
16
16
17
18
18
18
19
19
19
19
20
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
6;12;21
1;22;23
10;13;24
1;13;22
4;22;26
14;22;26
8;22;28
4;24;31
17;22;28
7;16;20
4;16;31
8;16;28
12;16;23
4;16;18
4;18;31
16;17;30
4;18;24
6;18;34
12;18;28
11;26;37
11;19;26
19;26;37
11;19;26
10;20;35
























2;3;1
1;2;1
1;3;1
2;2;2
1;2;1
2;1;1
1;1;2
1;2;1
1;2;1
1;3;2
2;3;1
2;3;1
2;3;1
3;3;2
5;2;1
1;3;1
1;3;2
2;3;1
2;3;1
1;2;1
1;4;1
2;1;1
2;2;2
2;3;1
(内接六角形)
(内接四角形)
(内接五角形)




















  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

 3タイプの二等辺三角形に限っての調査しかしなかったので、もっとタイプを増やしていけ
ば、また違った埋め方が出てくるのでしょうね。

 なお、半径10,11では適当なものが見つからなかったのですが、見落としですかね?


 らすかるさんからのコメントです。(令和4年5月13日付け)

円の半径 => 残り一辺の長さ 個数
10
13
13
14
15
15
15
=>
=>
=>
=>
=>
=>
=>
10;12;16
1;13;22
13;22;23
4;14;22
15;18;24
3;14;25
14;19;25






3;1;1
1;4;1
2;1;1
2;2;2
3;1;1
2;2;2
1;1;2

とかあるのでは?

# 11は3タイプに分けられないようです。



  以下、工事中!



              投稿一覧に戻る