■ピザの公平な分け方(その7)

 丸いピザ(半径R)のなかに1点(cosα,sinα)を決める.その点を第1象限とすれば,R>1,0<α<π/2となる.その点を中心とする極座標は

  R^2=r^2+1-2rcos(π-α+θ)

  R^2=r^2+1+2rcos(α-θ)

  r^2+2rcos(θ-α)+1-R^2=0

  r=-cos(θ-α)±{(cos(θ-α))^2+R^2-1}^1/2

 θ=αのとき,r=R-1,θ=α+πのとき,r=R+1であるから

  r=-cos(θ-α)+{(cos(θ-α))^2+R^2-1}^1/2

として

  1/2・∫r^2dθ

を計算すればよい.

  r^2=2(cos(θ-α))^2+R^2-1-2cos(θ-α){(cos(θ-α))^2+R^2-1}^1/2

=cos2(θ-α)+R^2-2cos(θ-α){R^2-(sin(θ-α))^2}^1/2

=cos2(θ-α)+R^2-{4R^2(cos(θ-α))^2-(sin2(θ-α))^2}^1/2

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∫cos2(θ-α)dθ=1/2・sin2(θ-α)

∫cos(θ-α){1-(sin(θ-α)/R)^2}^1/2dθ

=1/2・sin(θ-α){1-(sin(θ-α)/R)^2}^1/2+2R・arcsin(sin(θ-α)/R)

∫cos(θ-α){R^2-(sin(θ-α))^2}^1/2dθ

=R/2・sin(θ-α){1-(sin(θ-α)/R)^2}^1/2+2R^2・arcsin(sin(θ-α)/R)

 このように簡単な形になることは知らなかった.案外簡単かもしれない.

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