■放物線・懸垂線・楕円曲線(その3)

【懸垂曲面】

 懸垂線の問題を解いたのはベルヌーイであったのですが,変分法によって,懸垂線は与えられた2点を両端とする一定の長さの曲線をx軸を軸として回転させたときにできる曲面の表面積を最小にする曲線であることも簡単に導かれます.

(証明)y=f(x)>0のグラフをx軸を中心に回転させてできる曲面の面積を最小にしたい.曲面の面積は

  S[y]=2π∫y(1+(y')^2)^1/2dx

 これは懸垂線で考えた位置エネルギーの2π倍ですから,解は懸垂線を回転させたものであり,懸垂曲面(カテノイド)と呼ばれています.なお,回転極小曲面は懸垂面のみであることが示されています.

===================================