エピサイクロイド
x=(n+1)cosθ-cos(n+1)θ
y=(n+1)sinθ-sin(n+1)θ
ハイポサイクロド
x=(n-1)cosθ+cos(n-1)θ
y=(n-1)sinθ-sin(n-1)θ
において
cosθ=(1-t^2)/(1+t^2)
sinθ=2t/(1+t^2)
と表せばいずれも有理曲線であることは直ちにわかりますが,いま問題としていることはエピサイクロイド,ハイポサイクロドの代数曲線としての次数です.
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ド・モアブルの定理
(cosθ+isinθ)^n=cosnθ+isinnθ
の左辺を2項展開して,両辺の実部,虚部を比較することによって
cosnθ=cos^nθ-nC2cos^(n-2)θsin^2θ+・・・
sinnθ=nC1cos^(n-1)θsinθ-nC3cos^(n-3)θsin^3θ+・・・
が得られますから,ハイポサイクロイドはcosθに関するn-1次式,エピサイクロイドはn+1次式となります.
(その4)では,
エピサイクロイド ハイポサイクロド
n=1 4次曲線
n=2 6次曲線 1次(2次?)
n=3 (8次曲線?) 4次曲線
n=4 (10次曲線?) 6次曲線
となることを示しました.
ハイポサイクロイドのn=2の場合は1次直線ですが,半径が無限大となって全体が一面に拡がってしまった円弧(2次曲線)と解釈することができますから,
エピサイクロイド ハイポサイクロド
n 2(n+1)次 2(n-1)次
となることが予測されます.
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