■コンウェイのソファ問題(その16)

  s(α)=1/2・(1−A−α+φ)

のとき,

  ∫(φ,θ)s(α)cosαdα

  ∫(φ,θ)s(α)sinαdα

を求めておきたい.

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  ∫(φ,θ)αcosαdα=[cosα+αsinα]

=cosθ+θsinθ−cosφ−φsinφ

  ∫(φ,θ)s(α)cosαdα

=1/2・(1−A+φ)(sinθ−sinφ)−1/2・(cosθ+θsinθ−cosφ−φsinφ)

  ∫(φ,θ)αsinαdα=[sinα−αcosα]

=sinθ−θcosθ−sinφ+φcosφ

  ∫(φ,θ)s(α)sinαdα

=1/2・(1−A+φ)(−cosθ+cosφ)−1/2・(sinθ−θcosθ−sinφ+φcosφ)

 非線形連立方程式なので解析的に解くのは難しく,数値的に求めるしかないだろう.

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この問題を単純化した問題が

  [参]清史弘「数学的思考の日常」、現代数学社

にあるが、それでも解析的に解くのは難しく,数値的に求めるしかないようだ。

[問]縦がa,横が1のテーブルが幅Lの廊下を通り、横方向の幅Mの廊下を曲がれるための条件は? ただし、a>L>1とする。

[答]a^3cosθ+sinθ=L,0<θ<π/2を満たすθに対して、M>asinθ-Ltanθ+1/cosθ

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