余弦の二乗の和

  • r^2(\cos(\theta + \frac{\phi}{2})^2 + \cos(\theta - \frac{\phi}{2})^2)という統計量を考える
    • r=1のときには以下のようになる
theta <- seq(from=0, to=1,length=100)*2*pi

phi <- pi/6

x <- cos(theta+phi)^2 + cos(theta-phi)^2

plot(theta,x)

  • x = 1 + (2\cos^2(\frac{phi}{2})-1)\cos(2\theta)という関係らしい
  • 角度\thetaによって、値が増減するから、\thetaに応じてrの値を変えて、同じ値を取るようなr(\theta)を求めることにしよう
    • r(\theta) = \frac{1}{\sqrt{(2\cos^2(\frac{\phi}{2})-1)\cos(2\theta) + 1}}
    • このようにr^2(\cos^2(\theta+\frac{\phi}{2})+\cos^2(\theta-\frac{\phi}{2}))が一定になるような点が描く等高線は楕円らしい。しかもその楕円は(\frac{1}{\sqrt{2}},\frac{1}{\sqrt{2}})を通る
phi <- pi/3
t <- seq(from = 0, to = 1, length =1000)*2*pi

R <- 1/sqrt((2*(cos(phi/2)^2)-1)*cos(2*t)+1)

plot(t, R, type = "l")

plot(R*cos(t),R*sin(t),xlim=c(-max(R),max(R)),ylim=c(-max(R),max(R)),type="l")

abline(v=1/sqrt(2))
abline(h=1/sqrt(2))
abline(0,1)