2-2-2 問題I −楕円の法線の長さの最小値−

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宮城県塩釜市塩竈神社に1912年に掲額された算額



楕円上の1点Pから楕円の他の点Qと交わる法線を引く。
このとき、PQの長さが最小値を求めよ、という問題。





ぱっと見た感じは、最小値は点Pが縦軸上にあるとき、つまり楕円の短軸の長さになり
つまらない問題のように思われます。
しかし実際のところ、√2×(短軸)<(長軸)の時と、√2×(短軸)>(長軸)の時とでは、
算額では別の答えになるとしています。



ためしてみよう!



下の図は、楕円の法線の長さを求めたグラフです。
楕円の横の長さが変えられます。横軸の端をドラッグしてみてください。
スタートボタンをクリックと、点Pが楕円の円周上を一周します。
左側では法線の長さのグラフを描きます。

今、√2×(短軸)<(長軸)となっていますね。
√2×(短軸)<(長軸)の場合と、√2×(短軸)>(長軸)の場合で 下の
スタートボタンをクリックして、それぞれの時のグラフの形がどうなっているか見てください。









どうでしたか?違いがわかりましたか?
√2×(短軸)>(長軸)の場には法線の長さの最小値は短軸の長さですが、
√2×(短軸)<(長軸)の場合法線の長さの最小値は短軸の長さではないんです。
それについての解答は、程度が高いので興味のある人はここから見てください★




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