■はなまるの幾何学(その13)

 動円の半径を1とすると,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の鉢形曲線については

  L=(8(n+1)+8(n−1))/n=16

  S=((n+1)(n+2)−(n−1)(n−2))/nπ=6π

が成り立ちます.

 (その12)ではn=1,n=2についてもこれらの式が成り立つことをみてきました.n=2では直径を固定点の軌跡が固定円の直径を往復すると考えて

  L=(24+8)/2=16,S=(12)/2π=6π

としたほうがいいようです.

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[1]カージオイド

 内側の曲線は動くことができず,弧長Lは0,面積Sも0になるので,外側のカージオイド曲線ではL=16,S=6πとなります.

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[2]ネフロイド

 内側の曲線は円の直径になります.したがって,弧長Lは8,面積Sは0になる.外側のネフロイド曲線では

  面積:(n+1)(n+2)π=12π

  弧長:8(n+1)=24

また,半円

  面積:0

  弧長(直径):4

  L=(24+8)/2=16,S=(12)/2π=6π

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