デロス島の問題を、木工加工などの応用で解いてみた!
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倍積問題は、木工加工などで円錐形を作る事で、手間は掛かるけど解決出来る。 |
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尚、2の三乗根が求まる理由については、こちらを参照して下さい ⇒ 倍積問題 |
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(木工加工と言ってますが、CADでの作図説明が中心です) |
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以下の作図では、フリーソフトの Alibre Design Xpress のみを使用しています。 |
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(小生が使っているのは英語版なので、所々日本語版と違った表現がでるかも知れません、ご容赦を) |
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任意の立方体を作図しますが、最初に任意の正方形を描きます(矩形コマンドと同寸法拘束)。 |
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デロス島の問題であれば、この立方体は与えられています。 |
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立方体を作る場合、上記で1辺の長さを測定し(記録不要)、押し出し深さを「D1」とすればOKですが、 |
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表示精度と描画精度が必ずしも等しいとは限りませんので、飽くまでも投影やコピーを基本にします。 |
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(この辺の説明は、デロス島の問題とは直接関係有りません) |
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投影して上記の辺と同じ長さを得る為に(又、投影面を作る為に)適当に押し出します。 |
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デフォルトの5mmで押し出しましたが、深さは適当です。 |
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チョット見づらいと思いますが、右端の稜線を「参照線」で投影しました。 |
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参照線と垂直に(下記の作図では水平を保ちながら)線を引き、参照線と同一寸法拘束をかけました。 |
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拘束をかける(線の選択の)順番を誤ると、参照線の方が動いてしまいます。安全の為、参照線に固定拘束をかけても構いません。 |
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二次元作図を中止し、前に行なった押し出しを削除してしまいます。 最初の正方形と、上記で描いた線分が残ります。 |
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後はスイープ押し出しで、立方体の完成です。 適切な名前で保存しておきましょう。 |
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この方法を見つけるまでに結構時間が掛かってしまいました(昔の話しですが)。 設計で任意の正方形作図なんてないし(言い訳)。 |
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それでは円錐を作り、目的の放物線を求めます。 最初は Y=X2/a です。 XZ平面をアクティブにし、稜線を実線で投影しました。 |
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投影した実線をベースに、添付のような三角形を作ります。 角度入力したくない人は、同一寸法拘束を上手く使って下さい。 |
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回転して円錐を作ります。 |
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四角で囲った稜線を含み、円錐の裏側の母線に平行な面を作り、円錐をカットします ⇒ 放物線の完成! |
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デロス島の問題の場合は、実際の立方体を使ってマーキングすれば良いでしょう。 |
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位置合わせしやすいように、中心で水平にカットし、元の立方体も残しました(カットされてますが)。 |
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立方体に戻り、ミラーコピーで『2a』の長さを作ります。 デロス島の問題では、2回マーキングですね。 |
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以下、同様の手順で X=Y2/2a の曲線を作ります(当然、手順は省きました)。 |
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面や稜線を使って目的の向き・位置でアッシー。 木工加工であれば、面を合わせて位置調整かな? |
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2の三乗根説明と同様の方法で立方体を作ります。手順は飛ばして立方体の体積を表示します。 |
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有効桁の範囲で2倍が確認出来ました。 |
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念の為、大きな方の立方体を半分にカットしてみました。 見事です! 同体積となりました。 |
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★う〜〜ん、これでフリーソフトとは! 遊びだけに使うのは勿体ない気持ちになります。 |
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有償の Alibre Design だと、どんなことが出来るのかなぁ? |