■平行曲線(その10)

円の接線極座標における方程式は

  p(θ)=a0/2+a1cosθ+b1sinθ

で与えられます.

  p(θ)+p(θ+π)=a0

ですから定幅曲線で,その曲率半径はa0/2となります.

 ルーローの三角形は定幅曲線ですが,ルーローの三角形の平行曲線もまた定幅曲線です.それではルーローの三角形ではなく,デルトイドの平行曲線は定幅曲線になるでしょうか?

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【1】デルトイドの平行曲線

 デルトイド

  ξ=a(2cosθ+cos2θ)=2acosθ(1+cosθ)−a

  η=a(2sinθ−sin2θ)=2asinθ(1−cosθ)

において,

  dε/dθ=−a(2sinθ+2sin2θ)=−2asinθ(1+2cosθ)

  dη/dθ=a(2cosθ−2cos2θ)=2a(1−cosθ)(1+2cosθ)

  (dε/dθ)^2+(dη/dθ)^2=8a^2(1−cos3θ)=8a^2(1+2cosθ)^2(1−cosθ)=16a^2(1+2cosθ)^2sin^2(θ/2)

ですから,平行曲線は

  x=2acosθ(1+cosθ)−a+rsin(θ/2)

  y=2asinθ(1−cosθ)+rcos(θ/2)

および

  x=2acosθ(1+cosθ)−a−rsin(θ/2)

  y=2asinθ(1−cosθ)−rcos(θ/2)

のようになります.

 a=1,r=0.5〜2の範囲で図示すると,6つのカスプをもつ曲線が描かれます.6つの尖点はデルトイドの平行曲線の特異点です.

 a=1,r=5〜20の範囲で図示すると,r=10では特異点が解消されていることがわかります.これは定幅曲線となるのでしょうか?

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