38 Erster Abschnitt: Der Raum von drei Dimensionen.
(dreifach ausgedehnten) Raume eine gerade Linie so, dass sie
immer durch einen festen Punkt geht und mit einer durch
denselben Punkt gehenden festen Geraden einen konstanten
Winkel bildet. Schneidet man die so entstandene Fläche
durch irgend eine Ebene, so kann man zwei (resp. vier)
Kugeln konstruieren, welche den Kegelmantel und die Schnitt
ebene berühren. Für die Berührungspunkte mit der Ebene
gilt die charakteristische Eigenschaft der Brennpunkte: die
Summe oder Differenz der Abstände eines jeden Punktes der
Kurve von den beiden Berührungspunkten ist konstant. Der
bekannte Beweis dieses Satzes gründet sich auf die Gleichheit
der Tangenten, welche von einem Punkte aus an eine Kugel
gelegt werden können; er erleidet also in den Nicht-
Euklidischen Raumformen keine Änderung.
Demnach kann der Kegelschnitt als ebene Kurve definiert
werden durch die Eigenschaft, dass für jeden seiner Punkte
die Summe oder Differenz der Abstände von zwei festen
Punkten konstant ist.
Wenn in der Riemannschen Ebene der Abstand eines
Punktes der Kurve von einem Brennpunkte F gleich r, von
einem zweiten F' gleich r' ist, so ist der Abstand desselben
Punktes vom Gegenpunkt F i des ersten Brennpunktes gleich
Tin — r und vom Gegenpunkte F\ des zweiten gleich hn — r'.
Wenn die Summe der Abstände von F und F' gleich 2 a ist,
so ist demnach die Summe der Abstände von F 1 und F\
gleich 2h n — 2a. Schon daraus, dass ein Abstand 2a auf
den Abstand 2hn — 2a hinauskommt, ergieht sich die Not
wendigkeit, demjenigen Zweige, für welchen die Summe der
Abstände gleich 2a ist, einen Zweig zuzuordnen, für welchen
diese Summe gleich 2hn — 2a ist, und beide Zweige als Be
standteile derselben Kurve zu betrachten; dasselbe ergieht sich
aus dem Schnitt des geraden Kegels durch eine Ebene und
aus der unten zu entwickelnden Gleichung des Kegelschnittes,
In der Polarform der Riemannschen Ebene wird, da jeder
Punkt mit seinem Gegenpunkt zusammenfällt, diese Betrach
tung zu keinem zweiten Zweige führen. Daraus folgt:
In der Riemannschen Ebene besteht der Kegelschnitt aus
zwei getrennten Zweigen; im Innern eines jeden Zweiges liegen