§ 28. Kugel und Kugelkreis.
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5) a) Um zu einer gegebenen Fläche die Parallelfiäche zu
finden, errichtet man in jedem Punkte der Fläche die Normale
(d. h. die Senkrechte auf der Tangentialebene) und schneidet auf
jeder vom Berührungspunkte aus in derselben Richtung eine gleiche
Strecke ab. Die Parallelfläche bildet hiernach den Ort der Mittel
punkte aller Kugeln von konstantem Radius, welche die gegebene
Fläche berühren. Entsprechende Tangentialebenen der gegebenen
Fläche und ihrer Parallelfläche haben stets denselben Abstand.
Nun haben parallele Ebenen die Koordinaten u 4 , u 2 , u 3 , die
Richtungscosinus ihrer Senkrechten, gemein, während die Gröfsen
u 4 sich um eine konstante Gröfse, den Abstand der Ebenen,
unterscheiden. Demnach hat man, um die Parallelfläche zu einer
Fläche, welche unter Anwendung von Hesseschen Ebenenkoordi
naten u 4 , u 2 , u 3 , u 4 durch die Gleichung F (u 4 , u 2 , u 3 , u 4 ) = 0
gegeben ist, durch dieselben Koordinaten darzustellen, in der
gegebenen Gleichung u 4 durch u 4 fl- £ zu ersetzen. Hiernach
erscheint die Gleichung der Parallelfläche in der Form:
F ( U l> U 2> U 3> U 4 + £ ) = °-
Für manche Untersuchungen kann es angebracht sein, diese
Form zu Grunde zu legen; im allgemeinen wird man aber auch
diese Gleichung homogen machen, indem man die Gleichung in
der Form schreibt:
F (u 4 , u 2 , u 8 , u 4 fl- £ Vuf fl- u| fl- u|) = 0.
b) Wenn eine Fläche von der m ten Klasse ist, so ist ihre
Parallelfläche im allgemeinen von der Klasse 2 m.
c) Die beiden Flächen, welche man dadurch erhält, dafs man
dieselbe Strecke auf der Normale nach verschiedenen Seiten ab
trägt, sind im allgemeinen analytisch nur Teile derselben Fläche.
d) Alle Parallelflächen zu derselben Fläche haben die vom
unendlichfernen Kreise ausgehenden Tangentialebenen gemein
schaftlich.
(Setzt man u 2 fl- u| fl- u| = 0, so wird die Gleichung einer
jeden Parallelfläche gleich dem Quadrat der gegebenen.)
e) Die Parallelfläche zum Ellipsoid
a 2 u 2 fl- b 2 u| -|- c 2 u| = u|
hat die Gleichung:
{(a 2 — fc 2 )u 2 fl- (b 2 — t 2 ) u 2 fl-(c 2 —e 2 )u| - u 2 } 2
= 4e 2 u| (uf fl- u| fl- u|).