■トーラスもどき上の円(その9)
「楕円の楕円運動の軌跡」を考える前にも,もう一度「円の円運動の軌跡」について再考してみたい.
トーラスもどきは
{x−(r1^2−y^2)^1/2}^2+z^2=r0^2
で表されたが,観覧車の床の運動のイメージするには
(x−x0)^2+y^2=r0^2,x0=(r1^2−z^2)^1/2
と表した方がよかったかもしれない.
その場合,
(x^2−2x0x+r1^2−z^2+y^2)=r0^2
(x^2+y^2−z^2+r1^2−r0^2)=2x0x
(x^2+y^2−z^2+r1^2−r0^2)^2=4x^2(r1^2−z^2)
となる.
===================================
[1]断面(その1)
xz平面を回転させてみると,
[x]=[ cosθ,sinθ][X]
[z] [−sinθ,cosθ][Z]
x=Xcosθ+Zsinθ
z=−Xsinθ+Zcosθ,Z=0
sinα=r0/r1,θ=0〜α
(X^2cos^2θ+Y^2−X^2sin^2θ+r1^2−r0^2)^2=4X^2cos^2θ(r1^2−X^2sin^2θ)
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[2]断面(その2)
yz平面を回転させてみると,
[y]=[ cosθ,sinθ][Y]
[z] [−sinθ,cosθ][Z]
y= Ycosθ+Zsinθ
z=−Ysinθ+Zcosθ,Z=0
tanβ=r0/r1,θ=0〜β
(X^2+Y^2cos^2θ−Y^2sin^2θ+r1^2−r0^2)^2=4X^2(r1^2−Y^2cos^2θ)
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[3]トーラスもどき上の直線と楕円
(x^2+y^2−z^2)^2=4x^2(r1^2−z^2)
x^4+y^4+z^4+2x^2y^2−2y^2z^2−2z^2x^2=−4x^2z^2+4r1^2x^2
xについて整理すると
x^4+2x^2(y^2+z^2−2r1^2)+(y^2−z^2)^2=0
x^2=−(y^2+z^2−2r1^2)±2{(y^2−r1^2)(z^2−r1^2)}^1/2
ここまでくると,両者は同じになった.
===================================