本問のテーマ
2021.02.02記
[うまい解答]
()を とする. を固定したときの の軌跡は
中心に を に拡大した放物線弧 を描く.一方, を固定したときの の軌跡は 中心に を に拡大した放物線弧 を描く.
ここで を動かしてできる領域と を動かしてできる領域が一致することに注意すると,
の左端,右端の軌跡はそれぞれ および となり, の左端,右端の軌跡はそれぞれ および となる.
,
,
,
であるから,求める軌跡は
のとき ,
のとき ,
のとき ,
のとき
となり,これを図示すると次図
非線形変換による境界の像は,もとの図形の境界の像以外に,非線形変換のヤコビアンが0となる条件から導かれる曲線も登場することがある.本問では がそれである.