■五芒星と掛谷の問題(その45)
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。
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。以下の場合はどうだろう。
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[1]アステロイド
アステロイドの第1象限は針を90°回転させることができる。
同じものを2つ貼り合わせると完全に1回転させることができる。
[2]
120°で交わる2つの直線上で、針の両端を滑らせることによって得られる図形は針を60°回転させることができる。
この図形を3つ貼り合わせると5尖点図形が出来上がるが、この図形は完全に1回転させることができる。
[3]
135°で交わる2つの直線上で、針の両端を滑らせることによって得られる図形は針を45°回転させることができる。
この図形を4つ貼り合わせると7尖点図形が出来上がるが、この図形は完全に1回転させることができる。
[4]
144°で交わる2つの直線上で、針の両端を滑らせることによって得られる図形は針を36°回転させることができる。
この図形を5つ貼り合わせると9尖点図形が出来上がるが、この図形は完全に1回転させることができる。
[5]
150°で交わる2つの直線上で、針の両端を滑らせることによって得られる図形は針を30°回転させることができる。
この図形を6つ貼り合わせると11尖点図形が出来上がるが、この図形は完全に1回転させることができる。
この図形の面積は0.39140で、デルトイドより小さい。
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180-180/n°で交わる2つの直線上で、針の両端を滑らせることによって得られる図形は針を180/n°回転させることができる。
この図形をn個貼り合わせると2n-1尖点図形が出来上がるが、この図形は完全に1回転させることができる。
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