■初等幾何の楽しみ(その84)

 (その82)ではサイクロイド族を扱ったが,トロコイド族では2等分は可能だろうか?

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  大円の半径:n,小円の半径:1   (0<t<2π/n)

とする内トロコイド

  x=(n−1)cost+c・cos(n−1)t

  y=(n−1)sint−c・sin(n−1)t

の周長は

  ∫(0,2π/n)(x’^2+y’^2)^1/2dt

 =(n−1)∫(0,2π/n)(1+c^2−2c・cosnt)^1/2dt

  大円の半径:n,小円の半径:1   (0<t<2π/n)

とする外トロコイド

  x=(n+1)cost−c・cos(n+1)t

  y=(n+1)sint−c・sin(n+1)t

の周長は

  ∫(0,2π/n)(x’^2+y’^2)^1/2dt

 =(n+1)∫(0,2π/n)(1+c^2−2c・cosnt)^1/2dt

 どちらも同じ積分に帰着したが,

  ∫(1+c^2−2c・cosx)^1/2dx

 =2(1+c^2−2c・cosx)^1/2E(x/2,−4c/(1+c^2−2c))/((1+c^2−2c・cosx)/(1+c^2−2c))^1/2

となって楕円積分がでてくる.やはりトロコイド族の2等分は難しいようである

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