調和級数による円のシリーズ

 性懲りもなく調和級数であります。和算的な円の系列をいくつかトライするであります。よって高等遊戯であり、非生産的な計算幾何でありますが、はじめから何かの応用を考えるのはG.H.ハーディに従えば邪道なのそうです。


 単位球(半径=1)を原点におき、半径1/2の円、半径1/3の円というように円を接して配置してみます。

10個までではきれいに単位球上に並べていけます。

 残念ながら、単位円を一周しても調和級数は尽きないのであります。
図は1000個までの円です。

実は60個程度で一周してしまうのですね。

尽きないのはいいのですが、何かインパクトが足りません。細部が重なりすぎているせいでしょうか。

 
 そこでアプローチを変えます。
単位球と半径1/2の円の配置はそのままに、半径1/3の円をその上に積み上げる方式にします。
 9個までの積み上げ図です。

これなら円は重ならずに無限に伸びてゆくでしょう。でも計算時間は相当かかりそうです。

 実は、この配置を算出するのは手計算ではかなり困難です。
下記の漸化式は円の中心座標を複素数列で表示したものです。