>>444
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Wolframで思い通りに作図するスキルはないので
R言語で最小値と最大値を求めてそのときの図を作図。
r=0.3のとき
> c(min,max)
[1] 0.3314719 2.0285281
最小のときの図
https://i.imgur.com/U9IMSgw.png
最大のときの図
https://i.imgur.com/olgz6rn.png

最小最大のときの形状が判明したので
あとは一般解を求めればいい。