先週はスピログラフ的な絵を描いてみた。
「半径1の円の内側に半径0.5の円を回す」のを描こうとしたらなんかwolframalphaの調子がおかしい。
調べてみるとそのときは、軌跡はまるっきり直線(あるいは線分)になるのだった。
倍角の公式をあてはめてみると確かに一方向の座標が0になる。
もう少し、理解すべく図を描いてみた。
半径1と半径0.5の円。
θに関わらず、図の青色の長さと黄色の長さは常に等しい。
なぜかというと大きい円に対する中心角θは小さい円にとって円周角。
円周角の定理より、小さい円の中心角は2θ。
青色部分の周の長さは 1×θ
黄色部分の周の長さは 0.5×2θ
で等しいのだった。まぁまぁ納得。
このことは、wikipediaのサイクロイドの記事には、さらっと「定円と回転する円の半径の比が 2:1 のとき定円の直径となり」と書いてあるw