■定規とコンパスで作図可能な正多角形(その49)
今回のコラムではテオドロスのらせんの漸近挙動を取り上げたい.
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テオドロスのらせんは,複素数を用いて
z1=1+i
zn+1=zn+zn/|zn|・i,|zn|=√(n+1)
として表すことができる.iはπ/2回転させる.
zn+1=(1+i/√(n+1))zn=Π(1+1/√k)
zn=Π(1+1/√k),l=1〜n
zn=Π(1+1/√k)/(1+1/√(n+k))
ここで,
T(x)=Π(1+1/√k)/(1+1/√(x+k)),l=1〜∞を定義してと,lnT(x)を微分すると,結局
T(x)=√(x+1)exp(iθ)
|T(x)|=√(x+1)
r=√(x+1)
より,漸近的に
θ〜2√(x+1)+K
r〜1/2θ−1/2k
となって,アルキメデスのらせん(r=a+bθ)に近づいていくことがわかる.
対数らせん(r=aexp(bθ)ではないのである.なお,テオドロスのらせんがx軸との交点の傾きは
T’(0)=1/2+i/2Σ1/(k+1)√k
より,
T=Σ1/(k+1)√k=1.86・・・
となる.
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