■ペリトロコイド曲線(その36)
[2]n=3
x=2cosθ+cos2θ=2cos^2θ+2cosθ−1
y=2sinθ−sin2θ=2sinθ(1−cosθ)
D0:x^2+y^2=4cos3θ+5=16cos^3θ−12cosθ+5
D3:x(x^2−3y^2)=(2cos^2θ+2cosθ−1){(2cos^2θ+2cosθ−1)^2−12(1−cos^2θ)(1−cosθ)^2}
あるいは
x(x^2−3y^2)=x(−3(x^2+y^2)+4x^2)
として,D3を求めます.
D0はcosθの3次式,D3は6次式となりますから,代数曲線を6次
f(x,y)=(x^2+y^2+a)^2+bx(x^2−3y^2)+c=0
と仮定して,未定係数法で係数a,b,cを求めてみることにします.すると
cosθ=1 → (9+a)^2+27b+c=0
cosθ=0 → (5+a)^2+11b+c=0
cosθ=−1 → (1+a)^2−b+c=0
より,a=9,b=−8,c=−108となって
f(x,y)=(x^2+y^2+9)^2+8x(3y^2−x^2)−108=0
が得られます.
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[3]n=4
x=3cosθ+cos3θ=4cos^3θ
y=3sinθ−sin3θ=4sin^3θ
これより直ちにx^2/3+y2/3=4^2/3は求められるのですが,ここではD0,D4を用いることにします.
D0:x^2+y^2=6cos4θ+10=48cos^4θ−48cos^2θ+16=−48cos^2θsin^2θ+16
D4:x^2y^2=16^2cos^6θsin^6θ
cosθを消去すると
(x^2+y^2−16)^3+432x^2y^2=0
デルトイド同様,代数曲線を
f(x,y)=(x^2+y^2+a)^3+bx^2y^2+c=0
と仮定すると,
cosθ=1 → (16+a)^3+c=0
cosθ=1/√2 → (4+a)^3+4b+c=0
cosθ=1/2 → (7+a)^3+27/16b+c=0
より,a=−16,b=432,c=0はこの条件を満足させることがわかります.しかし,デルトイドの場合とは異なり,仮定式のように表せる保証はまったくありません.
f(x,y)=(x^2+y^2)^3+a(x^2+y^2)^2+b(x^2+y^2)+cx(x^2−3y^2)+d=0
と仮定すべきところでしょう.
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