■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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