Die Clifford-Kleinschen Raumformen.
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a 2 + b 2 = 1.
Punkte u, v der Ebene ein einziger Punkt (x x .. . x 4 ) auf der
Fläche. Wird dagegen irgend ein Punkt auf der Fläche ange
nommen, so kann man stets ein Wertepaar (u, v) für 0 < u
<f 2a/r, 0<^<C2b;r so bestimmen, dafs die vier Gleichungen
bestehen. Dann entsprechen demselben Punkte (x x ... x 4 ) der
Fläche unendlich viele Punkte (u -|- 2f.ia.rr, v-\-2rhTt) der Ebene
für beliebige ganzzahlige W T erte von /1 und r. Somit kann man
die Fläche auf ein in der Ebene gelegenes Rechteck mit den
Seiten 2/ra und 2rrb abbilden.
Da dxj = — du sin ^ ... ist, so gilt für das Linienelement
ds auf der Fläche die Beziehung
ds 2 = dx! 2 + dx 2 2 -\- dx 3 2 -f- dx 4 2 = du 2 -j- du 2 ;
oder jedes Linienelement der Fläche ist gleich dem entsprechenden
Linienelement in der Ebene. Bei der bezeichneten Abbildung
bleiben somit alle Längen (und zugleich alle Winkel und Flächen)
ihrer Gröfse nach ungeändert. Diese Abbildung wird daher
vielfach als Abwicklung bezeichnet, obwohl der angegebene Prozefs
rein analytischer Natur ist. Gehen wir aber vom vierdimensio
nalen euklidischen Raume aus, so können wir ein zweidimensio
nales ebenes Rechteck auf eine allseitig geschlossene Fläche
abwickeln. Da hierbei jeder Punkt (u, i>) identisch mit den
Punkten (u -f- 2 ( <iaTr, v -j- 2ra7r) ist, so wird durch die angegebene
Fläche die oben charakterisierte Raumform dargestellt, wenn
TI
(f = - ist und a durch 2/ra, b durch 2/rb ersetzt wird.
£
Eine Fläche von der bezeichneten Eigenschaft kann man auch
in einer dreidimensionalen Riemannschen Raumform konstruieren.
Wenn nämlich das Riemannsche Krümmungsmafs gleich eins
gewählt wird, so kann man die Punkte des Raumes durch vier
Gröfsen X! ... x 4 darstellen, wofern zwischen ihnen die Beziehung
besteht:
xi 2 + x 2 2 + x 3 2 -f x 4 2 = 1.
Wenn man diese Beziehung als erfüllt betrachtet, so mufs
man annehmen, dafs auch in den Gleichungen (1) die Beziehung
besteht: