(その46)の補足をしておきたい.曲線
r^(1/2)=cos(1/2・θ)
r=cos^2(1/2・θ)=(1+cosθ)/2
であるからリマソンであることはわかるが,本当にカージオイドなのだろうか.
===================================
カージオイド:
x=−1/2・cost+1/4・cos2t+1/4
y=1/2・sint−1/4・sin2t
を考える.
x^2+y^2=3/8−1/2・cost+1/8・cos2t
一方,
r=(1+cosθ)/2
r^2=(1+2cosθ+cos^2θ)/4
cos2θ=2cos^2θ−1より
r^2=3/8−1/2・cosθ+1/8・cos2θ
θ=tとおけばr^2=x^2+y^2である.よって
r=cos^2(1/2・θ)=(1+cosθ)/2
はカージオイドである.
===================================
ペリトロコイド曲線は
x=Rcos(β+γ)+acos(n−1)β
y=Rsin(β+γ)+asin(n−1)β
で表される.
ペリトロコイドの特別な場合として
x=Rcost+acos2t
y=Rsint+asin2t
があるが,これはリマソンである.
パスカルのリマソン(蝸牛線)は,極座標では
r=a+bcosθ
と表されるが,直交座標系では陰関数となる4次曲線:
(x^2+y^2−bx)^2=a^2(x^2+y^2)
である.
n=3のとき,
{(x−1/2)^2+y^2+x−1/2}^2=(√(3)/2-2/3)^2((x−1/2)^2+y^2)
で表されるペリトロコイド曲線(ハイポカージオイド)は,x→1/2−x,a=√(3)/2-2/3,b=1とおいたものであるからリマソンとなる.
n=4の場合,
x=Rcost+acos3t
y=Rsint+asin3t
の軌道は,繭型の2ノード・ペリトロコイド曲線(ハイポネフロイド)と呼ばれている.
===================================