承前 円と楕円の接触問題

 前回と問題を逆転してみる。つまりは、楕円上の一点で半径rで接触する円の中心を求めるのであります。ここで長軸はa、短軸はbの楕円とする。
 楕円上の一点の座標を(u, v)とし、求めるべき円の中心座標を(x0, y0)とする。

 するとこの方程式を解けばよく。あとで、u=a cosα, v=b sinαとすれば、楕円の点であることが指示できる。

    

 これは簡単に解ける。

 前回25日の悲惨な厳密解とは雲泥の差である。

 これにa,b,rを与えて、u&vを動かせば(つまり、パラメータαを0〜2πで動かす)、下図のような形状を与える。



 ここからが本題であります。
 楕円とそれを取り囲む円(半径=R)に接する円を描画したい。楕円には外接し、円には内接するのでありますな。
 条件式をこうする。

 これで楕円には外接し、円Rには内接するようになる。rについて解けば良い。

 ここまで来れば、あと一歩である。その解は

 ということになる。

 論より証拠。こうなる。αを離散的に動かした結果である。

 分かりやすくするために、円Rを描画する。

 これで様々な円の連鎖を生成できるようになる。


 だが、本当にやりたいことはこの先にある。互いに接するように円の連鎖を生み出せるか、だ。どうもそれはかなり面倒くさそうな感じがする。
 アルベロスに関するパッポスの円に類似なイメージを生成したいのだが。