第10夜:雪片のマジック

数の悪魔*1を題材にSchemeプログラミング10回目。五角形とペンタグラムに見る黄金比です。

五角星は5本の赤い線でできている。その線をどれか1本えらんでこらん。その長さはどうなっているか。ちょうど1.618……クァン。それ以上でも、それ以下でもない - 数の悪魔

以下の図の1辺の長さ1の正五角形の線分τの長さは黄金比と同じになるということらしいです。

頂角36°一辺の長さτ、底の辺の長さ1の二等辺三角形の一角72°を二等分し、三角形を作ります。すると、頂角36°挟む一辺が1、底の辺の長さ(τ-1)の二等辺三角形になり、元の三角形と相似形になります。

底の辺と挟む辺の比は
(τ-1)/1 = 1/τ
τ-1 = 1/τ
両辺にτをかけて
τ^2-τ = 1
τ^2-τ-1 = 0
τ=(1±√5)/2
長さがマイナスになることはないので
τ=(1+√5)/2
τ=1.618...

また、コサインを用いてτの長さを算出すると
τ/ 2 = cos 36°
τ=2*cos(2*π*36/360)
τ=2*cos(π/5)
τ=1.618...
(define pi (* 4 (atan 1)))

(define (main args)
	(print (* 2 (cos (/ pi 5))))
	(print (/ (+ 1 (sqrt 5)) 2))
0)

実行結果は以下のとおりです。

1.618033988749895
1.618033988749895

以下のサイトを参考にさせていただきました。

*1:Hans Magnus Enzensberger,1997,Der Zahlenteufel,エンツェンスベルガー 丘沢静也(訳),2000,数の悪魔,晶文社