網目タイツ包絡線図

FBグループの「数学物理etc(談話室)」で和算に関わる議論が続いている.その一環として「宿題Ⅲ楕円コンパス直線の1次方程式をθで偏微分することでアステロイド曲線の式が得られることを示せ.もし,そのような式を得ることができないとすれば,その理由を述べよ.」と言う課題を提示した.自己回答しなくてはならないが,少し下調べすることがある.①楕円と楕円コンパス線が接している,つまり,楕円コンパス線が楕円の接線になっていることを確認する.②その接点が包絡線上の点であること確認するという2点だ.

FishnetTightsEnvelope.wxmという網目タイツ包絡線図を出しているmaximaのソースコードがあるので,ここから始めることにする.楕円を出しているコードも必要だ.どうもmaximaのファイルを後から探すのは結構大変な気がする.一々開いて走らせなくてはならないし,走らせても動かないものもあったり…結局,FBの投稿に戻ってそこで探すようになったりする.こちらの方が図が見えているので探し易い.いま探しているのは「宿題Ⅱ:アルキメデスの楕円コンパスの拡張」というタイトルで掲載しているものだ.

ArchimedesCompass

Envelope5.gifというファイルが残っていないということは,作れなかったということだろうか?おそらく,もう少し精度を落として別のファイルで保存したのだろう.pitch=64で成功したことがあるような気がするのだが…pitch=32では保存できた.この位で満足するしかないのではないだろうか?楕円コンパスの包絡線に関する研究の端緒となった画像(楕円コンパス.png)を掲載しておこう.このファイルは拡張子がPNGになっているが,どういう経緯でそういうことになったのだろう?これを出力したwxmは残っているだろうか?これは,多分multiplot_modeをオンにして描画していると思う.

楕円コンパス

これと似た図にLineEnvelopeというのがある.下図はいま,LineSegment.wxmの出力を保存したものだ.上の曲線群は楕円で,下の曲線群は直線となっているところが異なる.これらの2つのベースはいずれも楕円コンパスだが,楕円曲線の包絡線と直線群の包絡線が同じ形状(多分一致しているはずだ)をしているという根拠を突き止めたい.

LineEnvelope

この図の線分を延長したものが網目タイツのラジアルな直線なので,この2つで比較してもよいのだが,最終的には動かしてみたいので,元になるアニメが出力できるwmxを探しているところだ.ただし,楕円曲線に関しては多分フルスペックのアニメは作っていないと思う.このwxmでもアニメを作っている形跡はあるが,出力まで行ったかどうかはわからない.楕円を出しているアニメは多分これ↓だけだろう.

Archimedes

このファイル(Archimedes.gif)は多分,アルキメデスの楕円.wxmかその前後の版で作っているはずだ.

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