2b4 § 29. Hauptaxenproblem der Flächen zweiter Ordnung.
keine Schwierigkeit, nachdem die erste gelöst ist; es handelt sich
also im wesentlichen nur um die Lösung der ersteren.
Diejenigen rechtwinkligen Koordinaten, bei deren Anwendung
die Gleichung einer Fläche zweiter Ordnung in der einfachsten
Form erscheint, nennen wir die Flauptaxen der Fläche. Als
wesentlichsten Bestandteil des Problems, die Hauptaxen einer
solchen Fläche zu suchen, dürfen wir daher die Aufgabe hin
stellen :
A) Nachdem die Gleichung einer Fläche zweiter
Ordnung in rechtwinkligen Koordinaten x, y, z gegeben
ist, soll unter Beibehaltung des Anfangspunktes ein
neues rechtwinkliges Koordinatensystem so bestimmt
werden, dafs die Gleichung der Fläche bei Benutzung
des neuen Systems die Glieder mit xy, xz und yz nicht
mehr enthält.
3. Wir wollen das Problem noch in einigen andern Formen
aufstellen. Die Werte, welche A, B, F in der Gleichung (2)
annehmen, hangen von den Koefficienten G, H, I, K in der
Gleichung (1) nicht ab. Ebenso bleiben die quadratischen Glieder
in der Gleichung eines Kreises ungeändert, wenn man irgend ein
anderes rechtwinkliges Koordinatensystem benutzt. Demnach
dürfen wir in der Gleichung der Fläche (1) und in der einer
beliebigen Kugel nur die quadratischen Glieder in Betracht ziehen
und diese durch homogene lineare Ausdrücke umgestalten. Wir
können somit das Problem A) durch das folgende ersetzen:
B) Die beiden quadratischen Formen
F — Ax 2 -f- By 2 -|- Gz 2 -j- 2Dyz 2Exz 4" 2Fzy
*P = x 2 + y* -f z 2
durch homogene lineare Gleichungen so umzugestalten,
dafs die zweite Form ungeändert bleibt und die erste
nur die Quadrate der Veränderlichen enthält.
4. Die Gleichung (1) dürfen wir, um sie homogen zu machen,
auch in der Form schreiben:
Ax^ -F Bx| ~F Cx| -F 2Dx 2 x 3 -F 2Ex 4 x 3 2Fx 1 x 2
+ 2Gx x x 4 + 2Hx 2 x 4 -F 2Ix 3 x 4 + Kx| = 0.
Flieraus ersehen wir, dafs die unendlichferne Kurve der Fläche
die Gleichung hat:
Ax 2 ~F By 2 ~F Cz 2 ~F 2Dyz 4~ 2Exz ~F 2Fxy = 0.