■追跡線と追跡曲線(その14)

 n匹のイヌが正n角形の頂点に1匹ずついたとして,それぞれ同じ速さで隣りのイヌを追いかけるとする.この場合も,イヌのたどる軌跡は等角らせんになる.

 n=4の追跡曲線は

  [参]ウェルズ「不思議おもしろ幾何学事典」朝倉書店

の表紙デザインにもなっている.

 等角らせんの一部を拡大あるいは縮小したとしても,もとの等角らせんの別の部分と重なるから,等角らせんは自己相似である.したがって,

  r=aexp(−bθ)

すなわち,中心角θが一致の角度進む毎に中心からの距離rの値が一定倍になる回転する正n角形の頂点の軌跡を描けば,追跡曲線の等角らせんとなる渦巻き

  (x,y)=(rcosθ,rsinθ)

を描くことができる.

 以下に,渦巻き図を掲げるが,θが1進む毎にrの値はexp(−b)倍になるから,停止則は,exp(−bθ)<0,01になったときに設定してある.

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[1]回転する正三角形の追跡問題

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[2]回転する正方形の追跡問題

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[3]回転する正五角形の追跡問題

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[4]回転する正六角形の追跡問題

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