用語集
最速降下曲線さいそくこうかきょくせん
重力場 で 2 点 を 最短時間 で 結 ぶ 曲線。 サイクロイド で あ る こ と が 知 ら れ る。
数学
最速降下曲線(ブラキストクロン)とは、重力のもとで高さの異なる 2 点を、滑り降りる玉が最短時間で結ぶ曲線です。答えが直線でも円弧でもなくサイクロイドであるという、直感に反する結果で有名です。
| 経路 | 到達時間 |
|---|---|
| 直線 | 最短距離だが時間は最短でない |
| 円弧 | 直線より速いが最速でない |
| サイクロイド | 最短時間(最速降下曲線) |
ポイントは、最初に急な坂で勢いよく加速したほうが、遠回りでも結果的に速く着くことです。1696 年にヨハン・ベルヌーイが出した挑戦問題で、ニュートンやライプニッツらが解答を寄せ、後の変分法(量を最小にする曲線を求める数学)の出発点になりました。
ポイント 「最短距離 ≠ 最短時間」が核心。最速降下曲線がサイクロイドである、という結論を歴史とセットで覚えよう。