正1角形(Regular Henagon)あるいは「正一辺形(Regular one side)」の場合
平面上には描画可能な(あるいは立体との接点としてのみ映る)図形。ところで数学界には円周を2πでなく1τ(タウ)で表すべきとする立場もある。
角度をラジアン(弧度法)で表記したとき、「1周=τ」と表せるのが最大の利点である。
現在は高校の数学Ⅱで弧度法を学習するが、πが「半周」であることに違和感を覚えた人は多いだろう。
例えば、45°は1/8周なのに、πを使うと1/4πと表記しなければならない。τを使えば、1/8周は1/8τであり、直感的である。
実際のところどうなのだろう。とりあえず「どのタイミングで観測しても観測結果が必ず2π=1τとなる球面上の唯一の点(観測原点あるいは観測対象)が等速円運動している」と仮定してみる。
統計言語Rによるプログラミング例
#RH=1角形(Regular Henagon)
#Radian=角度(60分割)
RH<-function(Radian){
c0<-seq(0,2*pi,length=60)
cx<-cos(c0)
cy<-sin(c0)
plot(cx,cy,asp=1,type="l",main="Regular Henagon",xlab="cos(θ)",ylab="sin(θ)")
text(cx[Radian],cy[Radian],"X",col=rgb(1,0,0))
}
#アニメーション
library("animation")
Time_Code=seq(1,59, length=30)
saveGIF({
for (i in Time_Code){
RH(i)
}
}, interval = 0.1, movie.name = "RH01.gif")
普通に考えると球面上の対応する動きはこうなる。
実際にはこういう動きをしてるかもしれないが、何しろそれを確かめる手段がないのである。むしろ「球面上の任意の位置に唯一の点(観測原点あるいは観測対象)が確率的に存在している」と捉えた方が状況を正確に要約してると言えるかもしれない。
とりあえず「多角形におけるコサイン波サンプリング効果(Cosine wave sampling effect in polygons)」に基づく諸元は以下となる。
- 単位円(Unit Circle, 半径1の円弧)上においては辺数=1、辺長(2π/辺数)=2πあるいは1τ。球面上にのみ描画可能。
- 「サンプリング」元波形はcos(θ-π)=-cos(θ)でサンプリング範囲が0からπに及ぶので繰り返されない。オリジナル波形cos(θ)と合成すると完全に打ち消しあって水平化(Flatline)する。
統計言語Rによるプログラミング例。
cx<-seq(0,2*pi,length=60)
cy1<-cos(c0)*-1
plot(cx,cy1,type="l",main="Trajectory of Regular Henagon",xlab="Radians",ylab="Amplitude")par(new=T) #上書き
cy2<-cos(cx)
plot(cx,cy2,type="l",col=rgb(0,0,1),main="",xlab="",ylab="")
par(new=T) #上書き
cy3<-cos(cx)-cos(cx)
plot(cx,cy3,type="l",col=rgb(1,0,0),main="",xlab="",ylab="")
#凡例
legend("bottomright", legend=c("Sampling_wave=-cos(θ)","Origin_wave=cos(θ)","Sampling_wave+Origin_wave"), lty=c(1,1,1), col=c(rgb(0,0,0),rgb(0,0,1),rgb(1,0,0)))もちろんCos(θ)波と-Cos(θ)波を直交させた結果は以下。
統計言語Rによるプログラミング例。
c0<-seq(0,2*pi,length=60)
cx<-cos(c0)
cy<-cos(c0)*-1
plot(cx,cy,type="o",main="Cos(θ) orthogonal -Cos(θ) ",xlab="cos(θ)",ylab="-cos(θ)")
#凡例
legend("bottomright", legend=c("cos(θ) orthogonal -cos(θ) "), lty=c(1), col=c(rgb(0,0,0))) - あらゆる観測結果が水平化(Flatline)する為、サンプリング波形の頂点は計測不能、その値は全て外接円の半径(単位円の場合は1)そのものとなる。
位相幾何学(Topology)的にトーラス(単数形torus, 複数形tori)形状と看做す時は、概ね円そのもの(Circle itself)の特徴の真逆が割り振られる。