令∠POB=φ
由直角三角形OPB,有OP= OB/|cos∠POB|=|cos(j-i)θ|/|cosφ|=| sin [π/2-(j-i)θ|/|cosφ|=|sin[(2n+1)θ/2-(j-i)θ|/|cosφ|=|sin[(n-j+ i +1/2)θ|/|cosφ|
从OP=|cos(j-i)θ|/|cosφ|来看,i和j的大小顺序对计算结果没有影响,类似的,k、l的顺序也是一样,i<k<j<l的假设可以取消。
特殊地,当j- i = l-k时
k- i =l-j
AkAi=AlAj
又易知三角形AlPAj 和AkPAi 的三对角都相等,故两个三角形全等,PAi=PAl
由三角形AjOAi和AkOAl全等可知∠OAiP=∠OAlP
再由OAi=OAl 可知三角形POAi和POAl全等,
∠POAi=∠AlOP=∠AlOAi/2= (l- i)θ
∠POB=∠POAi-∠BOAi=(l- i)θ-(j-i)θ=(l-j)θ
OP=|sin(n-j+ i +1/2)θ|/|cosφ|=| sin(n-j+ i +1/2)θ|/|cos(l-j)θ|
二、构造小正多边形
令AiAi+n(当下标>2n时等效于减去2n+1,以下略)与Ai+1Ai+n+1交于Pi点
Pi与P(i+1)同处于对角线A(i+1)A(i +1+n)上,因此P0P1……Pi……P2n由对角线连成一个2n+1边形。
用上面的方法计算OPi,
此时j= i +n,k= i +1,l= i +1+n,j- i =l-k
故OPi= | sin ((n-j+ i +1/2))θ|/|cos(l-j)θ|=sin(θ/2)/ cosθ
先看两条对角线AiAj、AkAl中至少有一条不符合条件AiAi+n,,令AiAj不符合且i<j。显然j- i不等于n
另对j- i = n+1,实际上AiAj就是AjAj+n,因此j- i也不是n+1。
即1<j- i <n或n+1< j- i<2 n
OP= | sin ((n-j+ i +1/2))θ|/|cosφ|>= | sin ((n-j+ i +1/2))θ|>= sinθ
对正五边形,所有对角线都是PiP(i+1),因而此时2n+1>=7,θ=π/(2n+1)<=π/7,cos(θ/2)cosθ>1/2
OP>= sinθ=2sin(θ/2)cos(θ/2)> sin(θ/2)/cosθ
再看AiA(i+1)之间的其他交点,令AsA(s+n)与PtP(t+n)交于P,t>s且1<t-s<2n
OP = | sin ((n-j+ i +1/2))θ|/|cos(l-j)θ| = sin(θ/2)/| cos(t-s)θ|> sin(θ/2)/cosθ