ピアノの中央のドの周波数を求める

ピアノの中央のドは何Hzかということを考えていました。

いきなり結論

半音階の各音の周波数を並べると等比数列ができます。
公比は\sqrt[12]{2}=2^{\frac{1}{12}}≒1.0595です。つまり、ある周波数に1.0595を掛けると半音上がり、1.0595で割ると半音下がります。
中央ドの上のラを440Hzとすると次のようになります。

中央ド ド♯ レ♯ ファ ファ♯ ソ♯ ラ♯
261.6Hz 277.2Hz 293.7Hz 311.1Hz 329.6Hz 349.2Hz 370.0Hz 392.0Hz 415.3Hz 440.0Hz 466.2Hz 493.9Hz 523.3Hz

中央ドは上のラの半音9つ下ですので、指数法則により440 \times 2^{\frac{-9}{12}}≒261.6[Hz]です。

蛇足

公比2^{\frac{1}{12}}の基数(base)である2は、オクターブの周波数比が1:2であることを表しています。たとえばラ(440Hz)の1オクターブ上のラは880Hzです。
なぜオクターブの周波数比が1:2なのかというと、(1:1を除いて)1:2が最もハモりやすい音程だからだと想像します。
公比2^{\frac{1}{12}}の指数(exponent)である\frac{1}{12}は、1オクターブを12分割することを表しています。
なぜ1オクターブは半音12個なのかというと、オクターブ(1:2)を、オクターブの次にハモる完全5度(2:3)と、その次にハモる完全4度(3:4)と、さらにその次にハモる長3度(4:5)を含むように分割すると、12分割にならざるを得ないからと想像します。