■はなまるの幾何学(その11)

 (その10)について解説します.

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 n尖点エピサイクロイドでは

  面積:(n+1)(n+2)π

  弧長:8(n+1)

ですから,全長32,囲まれる図形の面積は20π.

 一方,n尖点ハイポサイクロイドでは

  面積:(n−1)(n−2)π

  弧長:8(n−1)

ですから,デルトイドの全長は16,囲まれる図形の面積は2π.

 いずれも1/3回転で導線上にもどりますから,1区間では 

  L=(32+16)/3=16,S=(20−2)/3π=6π

というわけです.

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 このことをn尖点エピサイクロイドとn尖点ハイポサイクロイドの間に行うと

  L=(8(n+1)+8(n−1))/n=16

  S=((n+1)(n+2)−(n−1)(n−2))/nπ=6π

 ルーレット曲線の長さや面積についてはL=16,S=6πという答えがよく現れるのですが,このことはサイクロイド以外のルーレット曲線の場合にも一般的に成り立ちます.

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