■初等幾何の楽しみ(その153)
無限に多くの曲線があって、各曲線f(x、y、a)=0で表されるとする。それらの包絡線は
x=φ(a), y=ψ(a)として、
f(x、y、a)=0,fa(x、y、a)=0
の連立方程式の解として表される。
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y軸上の定点(0,1)からx軸に向けて光線を入射させる。
トリッキーではあるが、入射角と反射角が等しくなく、入射角と反射角の和が直角であると仮定する。
このとき、反射光の包絡線(焦線)は何か
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反射光の方程式は
y=A・(x-A)
包絡線を求めるにはまずAで偏微分して
(x-A)-A=0
x=2A
元の式に代入すると
y=A^2
Aを消去するとy=(x/2)^2
これは放物線である
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入射角と反射角が等しいとした場合、反射光の方程式は
y=1/A・(x-A)
包絡線を求めるにはまずAで偏微分して
-1/A^2(x-A)-1/A=0
x=0
元の式に代入すると
y=-1/A^2 包絡線を作らない
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