128 II. Abschnitt. Flächen in der Form F{x,y,z) = 0.
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§ 27. Die allgemeine Flächenkurve.
In den früheren Paragraphen wurden die besonderen
Flächenkurven, wie Krümmungslinien, Asymptotenlinien,
geodätische Linien betrachtet. Wir kommen nun zur Unter
suchung der allgemeinen Flächenkurve. Eine solche ist
analytisch bestimmt, wenn neben der Flächengleichung
F(x, y,z) = 0 noch eine zweite <P (x, y,z) = 0 gegeben ist,
die aus der ersten die Flächenkurve ausschneidet. Es ist
dann auch (vgl. § 2, Gl. (18)) die Fortschreitungsrichtung
dx \dy\dz in jedem Punkte der Kurve bekannt, und es
lassen sich, wie in Abschnitt I gezeigt wurde, die wichtig
sten Elemente der allgemeinen Flächenkurve aufstellen, näm
lich der Krümmungsradius r, der Torsionsradius q
und der Winkel H, den die Hauptnormale der Flächen
kurve mit der Flächennormalen bildet.
Für die Untersuchung der besonderen Flächenkurven
waren nun vier Differentialformen von Wichtigkeit (vgl. § 21
und 25), nämlich
(1) ds 2 = dx 2 + dy 2 -f- dz 2 ,
(2) L — a d 2 x -f b d 2 y + c d 2 z — — da dx -f- db dy + de dz,
a
da
dx
(3)
M=
b
db
dy ,
c
de
dz
a
dx
d 2 x
(4)
N =
b
dy
d 2 y
c
dz
d 2 z
wo die Gleichungen ds 2 = 0, L = 0, M= 0, N= 0 die Diffe
rentialgleichungen der Minimallinien (vgl. § 13), Asymp
totenlinien, Krümmungslinien, geodätischen Linien sind. Es
wird sich nun zeigen, daß die oben genannten Elemente
auch für die allgemeinen Flächenkurven sich in sehr ein
facher Weise durch diese vier Ausdrücke darstellen lassen.
Zu diesem Zwecke sind einige Relationen erforderlich, die
zum Teil schon früher abgeleitet wurden. Es ist nach § 20, (14)
(5) M 2 = ds 2 dsl — L 2 ,
wo dsl = da 2 ff- dV -(- de 2 das Linienelement der sphärischen
Abbildung war.