■直観幾何学研究会2024(その28)

[1]ケンペの万能定理

与えられた直線が3本ないし4本の場合,リンク装置の一点を直線に沿って動かすと,円錐曲線を作図できる.

さらに驚いたことにリンク装置の一点を直線や曲線に沿って動かすとき,任意の高次代数曲線を描くことができる.

つまり、尖点があってもかまわないし,いかに複雑な変化のある曲線でも描くことができます.あなたの名前をサインするリンク装置が存在するというわけです.

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[2]レムニスケート作図器

ベルヌーイのレムニスケート

2定点からの距離の積が一定

2定点の中点(0,0)と単位点 (1,0)を通るとき

直交座標系: 4次曲線(x2+y2)2=x2-y2

極座標表示すると、r2=cos2θ

2次曲線のみならず高次曲線作図器も製作されていて,たとえば,ヤコブ・ベルヌーイのレムニスケート(4次曲線)は単純なリンク装置を使って描くことができます. 

レムニスケートは長さ1の棒を2本と長さ√2の棒を1本を使って,長さ1の棒の端点を2つの固定点に固定,反対側の端点を長さ√2の棒の端点の繋ぐと,長さ√2の中央のロッドの中点の軌跡がレムニスケート(8字曲線)を描く

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レムニスケートは楕円積分など数学の発展に貢献した曲線であるが、何に工学応用されているのか、私は知らない

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