■ハムサンドよりピザが好き(その3)

 丸いピザ(半径R)のなかに1点(cosα,sinα)を決める.その点を第1象限とすれば,R>1,0<α<π/2となる.その点を中心とする極座標は

  R^2=r^2+1−2rcos(π−α+θ)

  R^2=r^2+1+2rcos(α−θ)

  r^2+2rcos(θ−α)+1−R^2=0

  r=−cos(θ−α)±{(cos(θ−α))^2+R^2−1}^1/2

 θ=αのとき,r=R−1,θ=α+πのとき,r=R+1であるから

  r=−cos(θ−α)+{(cos(θ−α))^2+R^2−1}^1/2

として

  1/2・∫r^2dθ

を計算すればよい.

  r^2=2(cos(θ−α))^2+R^2−1−2cos(θ−α){(cos(θ−α))^2+R^2−1}^1/2

=cos2(θ−α)+R^2−2cos(θ−α){R^2−(sin(θ−α))^2}^1/2

=cos2(θ−α)+R^2−{4R^2(cos(θ−α))^2−(sin2(θ−α))^2}^1/2

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∫cos2(θ−α)dθ=1/2・sin2(θ−α)

∫cos(θ−α){1−(sin(θ−α)/R)^2}^1/2dθ

=1/2・sin(θ−α){1−(sin(θ−α)/R)^2}^1/2+2R・arcsin(sin(θ−α)/R)

∫cos(θ−α){R^2−(sin(θ−α))^2}^1/2dθ

=R/2・sin(θ−α){1−(sin(θ−α)/R)^2}^1/2+2R^2・arcsin(sin(θ−α)/R)

 このように簡単な形になることは知らなかった.案外簡単かもしれない.

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