■フレネル積分とリンゴの皮むき曲線(その17)
リンゴの皮むき曲線に関連する話題をいくつか掲げてみたい.
===================================
【1】テオドロスのらせん(平方根の螺線)
原点をO,点P1を(1,0)とします.点P1において長さ1の垂線P1P2⊥OP1を立て点P2(1,1)とします.すると,OP2=√2となります.さらに点P2において長さ1の垂線P2P3⊥OP2を立てます.OP3=√3となります.これを繰り返せば,1,√2,√3,・・・,√(n−1),√nが得られ,点P1,P2,・・・は螺線のような図形を作る.
===================================
【2】テオドロスのらせんの漸近挙動
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.
===================================