■円に関する反転(その1)

 中心O,半径rの円がある.P(x,y)として,半直線OP上に

  OP・OQ=r^2

となるQ(X,Y)を円に関する反転という.(r=1のとき,単位円に関す

る反転)

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[1]単位円に関する反転

  (X,Y)=k(x,y)

OP・OQ=1の場合

  (x^2+y^2)(X^2+Y^2)=1

  (x^2+y^2)(k^2x^2+k^2y^2)=1

  k=1/(x^2+y^2)

より,

  (X,Y)=(x/(x^2+y^2),y/(x^2+y^2))

  (x,y)=(X/(X^2+Y^2),Y/(X^2+Y^2))

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[2]直角双曲線の単位円に関する反転

 直角双曲線をx^2−y^2=1/2a^2とする.

 (x,y)=(X/(X^2+Y^2),Y/(X^2+Y^2))を代入すると

  (X^2+Y^2)^2=2a^2(X^2−Y^2)

レムニスケートが得られる.

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[3]直角双曲線の単位円に関する反転

 直角双曲線をx^2−y^2=1/2a^2とする.このパラメータ表示は

  γ(t)=(cosht/a√2,sinht/a√2)

 exp(t)=1/sとおいて,反転すると

X=(1/s+s)/2a√2

Y=(1/s−s)/2a√2

(X^2+Y^2)={(1/s+s)/2a√2}^2+{(1/s−s)/2a√2}^2より,

  (a√2s(1+s^2)/(1+s^4),a√2s(1−s^2)/(1+s^4)

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