■シュタイナーの反転法(その1)

シュタイナーの反転法

 反転によって円は円に移る.放物線をその焦点を中心として反転すると,カージオイドに移る.

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2次曲線の離心率をeとする。2次曲線の中に円C1,c2,・・・が接し、円Cnと円cn+1が互いに外接するとする。

円の半径をrnとおくと、漸化式rn+2-2(2e^2-1)rn+1+rn=0が成り立つ。

e=1(放物線)ではrn+2-2rn+1+rn=0→rn+2-rn+1=rn+1-rn→rnは等差数列をなす。

楕円ではcosθ,cos2θ,cos3θ,cos4θ,・・・→rnは余弦の等差数列をなす。このような問題は和算でよくみられる

双曲線ではcoshθ,cosh2θ,cosh3θ,cosh4θ,・・・→rnは双曲余弦の等差数列をなす。

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カージオイドの尖点における反転は放物線である。

カージオイド:r=1+cosθ

放物線:r=1/(1+cosθ)

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