包絡線としての2次曲線

 曲線fが与えられた曲線群の全ての曲線と接するとき,fをこの曲線群の包絡線といいます。2次曲線として扱う,楕円・放物線・双曲線は一定の条件を満たす包絡線として得ることができます。

 まず,Oを定点,Pを定直線f上の動点とします。OPの垂直2等分線lの包絡線は,Oを焦点,fを準線とする放物線となります。これは,右の図のように四角形の内部に1点F,辺上にHをとり,点Hが点Fに重なるように折る操作を何度も行ったときの折り目を集めたものと同じです。

  

 Oを定点,Pを点Cを中心とする円周上を動く点とします。このときOPの垂直2等分線lの包絡線を考えます。この曲線群は定点Oが円Cの内部にあるときは,OとCを焦点とする楕円になり,円の外部にあるときは双曲線になります。
 これは,右の図のように円周上にQ,半径OF上に点Fをとり点QをFに重ねるように折る操作を何度も繰り返したときの折り目を集めたものと同じです。

  

 一つの固定した正方形と,それに内接する正方形群による包絡線を考えます。正方形に内接するように次の正方形を描き,いま描いた正方形に内接するように次の正方形を描き・・・。これを繰り返していくと,ある曲線ができます。これは螺線の一種で,「対数螺線」と呼ばれています。

  

《参考資料》