Se, dado um polígono
inicial de n
lados cujas abcissas dos vértices são xr,
com ,
unirmos os pontos médios das diagonais que unem os pontos de abcissas xr-1
e xr+1
(onde x-1
= xn-1
e xn
= x0),
obtemos um novo polígono de n
lados cujas abcissas dos vértices são dadas por
Consideremos a representação de Fourier das abcissas xr, dada por
onde
representa a parte inteira de
.
Escrevendo o vector (Pj,Qj)
na forma polar
,
temos
Então, vem
e, mais geralmente,
Se n é par, quando k tende para infinito todas as parcelas do somatório acima tendem para zero excepto a última, dada por
pelo que podemos desprezá-las e fazer a seguinte aproximação:
para um valor de k elevado. Analogamente, temos
e, considerando pontos no espaço,
Assim, os pontos
aproximam-se cada vez mais dos pontos
e
e os polígonos da sucessão aproximam-se cada vez mais dos polígonos
obtidos unindo alternadamente os dois pontos dados, começando no ponto
se k é
par e no ponto
se k é
ímpar. Neste caso, a sucessão de polígonos não converge
para um ponto, mas sim para um segmento de recta (eventualmente degenerado).
Tal acontece porque nem todos os termos do somatório dado tendem para zero.
Se n é ímpar, quando k tende para infinito todas as parcelas do somatório tendem mais rapidamente para zero que a última, dada por
pelo que podemos fazer a seguinte aproximação:
para um valor de k
elevado. Fazendo ,
vem
ou seja,
onde
e
.
Analogamente, temos
e, considerando pontos no espaço,
Assim, analogamente ao
que acontecia no caso do hexágono e do pentágono, temos que os pontos
aproximam-se cada vez mais dos vértices de um polígono que se obtém
aplicando uma função linear a um polígono de n
lados centrado na origem, seguida de uma translação, estando este
também inscrito numa elipse centrada em (X,Y,Z).
Para n >
3, este polígono
centrado na origem tem a forma de uma estrela, uma vez que os seus vértices
fazem com a parte positiva do eixo dos xx
ângulos que são múltiplos de
e não de
,
como acontecia no caso das construções anteriores. Como tal, o polígono
obtido tem também ele próprio a forma de uma estrela, embora inscrita
numa elipse.
Notemos também que
Mas, como
vem
Assim, os pontos que se
obtém são, aproximadamente, os mesmos pontos que se obtém por
uma homotetia de centro no centro de gravidade desse polígono e de razão
,
sendo a aproximação tanto melhor quanto maior for o valor de k
(note-se que, neste caso, a razão pode ser negativa).