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特殊曲線を用いた使った角の三等分

1. 円積曲線(Quadratrix) - ヒピアス(Hippias)

ヒピアス ( Hippias , 約460BC - 約400BC) の三等分法を下図に示す。

三等分の仕方:

Step 1: 円積曲線を描く。 曲線上の点A を選択し∠AOBを定義する。

Step 2: 点A からOB に平行な線を引き POと交差する点をC とする。

Step 3: 線分CO 上でOD = CO/3 となるような点D を求める。

Step 4: 点D からOB に平行な線を引き 曲線との交点E を求める。

∠EOB は∠AOB の三等分角である。。

ここをクリックしてアニメーションを見る。


*********** quadratrix_tri_desc.dwg ***********

この図面とアニメーションの作成方法:
  プログラム qd_trix.lsp を   (load "qd_trix") でロードする。
  次にコマンド ラインから quadratrix_3 と実行命令をタイプする。

円積曲線の描き方

OBQP は正方形である。。

辺OPとBQをN等分する。

四分円BPをN等分する。点C、D、EはN等分の点である。

横線CD(黄線)と極線OE(赤線)は交差する。

その交点の軌跡(水色線)が円積曲線である。

ここをクリックしてアニメーションを見る。


*********** quadratrix_curve_10_div.dwg ***********

この図面とアニメーションの作成方法:
  プログラム qd_trix.lsp を   (load "qd_trix") でロードする。
  次にコマンド ラインから quadratrix_2 と実行命令をタイプする。1000分割の円積曲線を描く。
  test_1  と test_2   と入力して描く。

OP を y軸、OB を x 軸にすると、この曲線は  y = x tan(π*y/2)   と書ける。

(π/2)y = η なる変換式を使い 恒等式 tan(a) = sin(a)/cos(a) を適用すると

X が次のように表わせる。

x = (2/π)*cos(η)*(η/sin(η))

η がゼロに近ずくと、cos(η) と (η/sin(η)) は 限りなく 1 に近くなる。

よって、点Rのx 座標(円積曲線がx 軸と交わる点)の値は 2/π である。

これは、長さOR は π の値を得るのに用いられることを意味し、円積問題(Squaring the Circle)が解かれたことになる。
これがこの曲線の円積曲線(Quadratrix) と名づけられた所以である。即ち、円求積用の曲線のこと。


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質問、問い合わせは 筆者 岩本 卓也宛てにお願いします。

Last Updated Nov 22, 2006

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