■初等幾何の楽しみ(その64)

 ファニャーノはレムニスケートの四半弧を同じ長さの2つの弧へ分解することができることを示しました.もう一度この手続きを繰り返すと4半角公式,2等分を3回繰り返すと8半角公式,・・・.これによって1/2^n倍に対する値が導かれます.

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【1】∫1/(1-x^4)^(1/2)dx

  p(2u)=(p^4+2p^2+1)/(4p^3−4p)

において,p(u)=p,p(2u)=1とおくことにします.すると,

  (p^4+2p^2+1)=(4p^3−4p)

より,p=1+√2

 次に,

  p(2u)=(p^4+2p^2+1)/(4p^3−4p)=1+√2

を解く.畏友・阪本ひろむ氏にお願いしてMathematicaで計算してもらったところ,解析解はとても長くなり,言葉が一切入らない数式が数ページにもおよんだ.そこで,近似解のみを示すと,p=9.33034.

 引き続き

  p(2u)=(p^4+2p^2+1)/(4p^3−4p)=9.33034

を解いて,p=37.2407.

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【2】∫1/(1-x^6)^(1/2)dx

  p(2u)=(p^4+8p)/(4p^3−4)=1

より,p=1+√3=z

 次に

  p(2u)=(p^4+8p)/(4p^3−4)=1+√3

を解く.解析解はとても長くなる.近似解のみを示すと

  p=10.8517

を解いて,

 引き続き

  p(2u)=(p^4+8p)/(4p^3−4)=10,8517

を解いて,p=43.4021.

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