周長が
∫(0,x)1/(1-x^n)^(1/2)dx (n=1~6)
で与えられる曲線については
[1]任意等分可能・・・・・・カージオイド
[2]2^mΠpi 等分可能・・・円,レムニスケート
[3]2^m等分可能・・・・・・r^3/2=cos(3θ/2),r^3=cos(3θ)
[4]2等分すら不可能・・・・r^5/2=cos(5θ/2)
と分類できるようである.
2等分可能な曲線は4等分,8等分も可能であったが,[3][4]の間に
[x]2等分しかできない曲線
があってよいはずである.
今回のコラムでは(その66)(その69)で述べたサイクロイドの2等分点を図示してみたい.
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【1】サイクロイドの場合
サイクロイド:x=r(θ−sinθ),y=r(1−cosθ)
cos(t/2)=1−2/n
n=2のとき,t/2=π/2→t=π(y=r)
n=4のとき,t/2=π/3→t=2π/3(y=3r/2)
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【2】内サイクロイドの場合
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
について調べてみたい.
cos(nt/2)=1−2/m
m=2のとき,nt/2=π/2→t=π/n
m=4のとき,nt/2=π/3→t=2π/3n
r^2=x^2+y^2=(n−1)^2+1+2(n−1)cosnt
=(n−1)^2+1−2(n−1)=(n−2)^2 t=π/nのとき
=(n−1)^2+1−(n−1) t=2π/3nのとき
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【3】外サイクロイドの場合
大円の半径:n,小円の半径:1 (0<t<2π/n)
とする外サイクロイド
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.
cos(nt/2)=1−2/m
m=2のとき,nt/2=π/2→t=π/n
m=4のとき,nt/2=π/3→t=2π/3n
r^2=x^2+y^2=(n+1)^2+1−2(n+1)cosnt
=(n+1)^2+1+2(n+1)=(n+2)^2 t=π/nのとき
=(n+1)^2+1+(n+1) t=2π/3nのとき
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