■追跡曲線(その21)

 対数らせんの方程式は

  r=a^θ,dr/dθ=a^θloga

になる.

 極座標表示されたこの曲線の長さは

  ∫(r^2+(dr/dθ)^2)^1/2dθ

 =∫a^θ(1+(loga)^2)^1/2dθ

 =[a^θ/loga・(1+(loga)^2)^1/2]

たとえば,0≦θ≦(π/2−π/n)ならば

  (a^(π/2−π/n)−1)/loga・(1+(loga)^2)^1/2

と求まる.

  a=exp(√(mn/(4−mn)))

とおくと,

  1/loga・(1+(loga)^2)^1/2

 =1/√(mn/(4−mn))・2/√(4−mn)=2/√mn

となるが,

  (a^(π/2−π/n)−1)/loga・(1+(loga)^2)^1/2

が正n角形の1辺の長さと関係しているようには見えない.

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 なお,極座標表示された曲線の長さの公式は,直交座標系で表すと

  (x,y)=(rcos,rsinθ)

であるから

  ∫((dx/dθ)^2+(dy/dθ)^2)^1/2dθ

 =∫((r’cosθ−rsinθ)^2+(r’sinθ+rcosθ)^2)^1/2dθ

 =∫(r^2+(r’)^2)^1/2dθ

と求まる.

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