■トーラスもどき上の円(その15)

 「円の円運動の軌跡」

  (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)

の場合も,(その13)(その14)と同様に計算してみよう.

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  c=r1^2−r0^2

  (x^2+y^2−z^2+c)^2=4x^2(r1^2−z^2)

  x^4+y^4+z^4+2x^2y^2−2y^2z^2−2z^2x^2+2c(x^2+y^2−z^2)+c^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+c)+(y^2−z^2)^2+2c(y^2−z^2)+c^2=0

  x^4+2x^2(y^2+z^2−2r1^2+c)+(y^2−z^2+c)^2=0

  x^2=−(y^2+z^2−2r1^2+c)±2{(y^2−r0^2)(z^2−r1^2)}^1/2

  x^2=−(y^2+z^2−r1^2−r0^2)±2{(y^2−r0^2)(z^2−r1^2)}^1/2

 y^2−r0^2:z^2−r1^2=1:kのときの断面は

   x^2=−(4y^2+z^2/4−r1^2−4r0^2)±2{(y^2−r0^2)(z^2−4r1^2)}^1/2

     =(−1−k±2√k)(y^2−r0^2)

 切断面が円になるためには

  −1−k±2√k=−1

  −1−k+2√k=−1→k=4

これが求めるものであるかどうかは図を描いてみないとわからない.

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