■初等幾何の楽しみ(その151)
[Q]原点を中心とする半径aの円周上の点(x,y)から、(x、0)、(0、y)を結ぶ線分に下した垂線の足の軌跡は?
[A]x=a(cosθ)^3, y=a(sinθ)^3
からθを消去すれば
x^2/3+y^2/3=a~2/3
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この問題は、長さ1の線分の両端点がそれぞれx軸、y軸上にあるとき、その包絡線を求める問題と同値である。
線分の方程式は
x/cosθ+y/sinθ=1
包絡線を求めるにはまずθで偏微分して
x・sinθ/(cosθ)^2-y・cosθ/(sinθ)^2=0
連立方程式を解くと、xについて
x=(cosθ)^3
yについて、
y=(sinθ)^3
これはアステロイドである。
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