(その66)にてサイクロイド弧長が2等分,4等分されることをみた.今回のコラムでは,
大円の半径:n,小円の半径:1 (0<t<2π/n)
とする内サイクロイド
x=(n−1)cost+cos(n−1)t
y=(n−1)sint−sin(n−1)t
と外サイクロイド
x=(n+1)cost−cos(n+1)t
y=(n+1)sint−sin(n+1)t
について調べてみたい.
===================================
【1】内サイクロイド弧長のm等分
∫(0,2π/n)(x’^2+y’^2)^1/2dt
=√2(n−1)∫(0,2π/n)(1−cosnt)^1/2dt
=2(n−1)∫(0,2π/n)sin(nt/2)dt
=4(n−1)/n[−cos(nt/2)]=8(n−1)/n
4(n−1)/n(−cos(nt/2)+1)=8(n−1)/mn
−cos(nt/2)+1=2/m
cos(nt/2)=1−2/m
tが4直角の整数分の1になるのは,m=2とm=4のときのみです.
===================================
【2】外サイクロイド弧長のm等分
∫(0,2π/n)(x’^2+y’^2)^1/2dt
=√2(n+1)∫(0,2π/n)(1−cosnt)^1/2dt
=2(n+1)∫(0,2π/n)sin(nt/2)dt
=4(n+1)/n[−cos(nt/2)]=8(n+1)/n
4(n+1)/n(−cos(nt/2)+1)=8(n+1)/mn
−cos(nt/2)+1=2/m
cos(nt/2)=1−2/m
tが4直角の整数分の1になるのは,m=2とm=4のときのみです.
===================================