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§ 2B. Geschichtlicher Überblick.
Die Gleichungen (11) enthalten die Sätze
Satz 3. Die Krümmungslinien einer Minimal
fläche, sowie ihre sphärischen Bilder bilden ein
isometrisches System.
Satz 4. Die sphärische Abbildung einer Minimal
fläche ist dem Urbild konform (vgl. §§ 4 und 8).
Da man nun auf der Kugel die allgemeinsten Isothermen
systeme kennt [§ 7, (27)], d. h. a, h, c als Funktionen von
u, v, so daß die Kurven u = konst., v = konst. ein Isothermen
system bilden, so erhält man alle Minimalflächen durch
Quadraturen aus (10).
Es wäre nun nicht schwer, auf diesem Wege wirklich
die endlichen Gleichungen aller Miniraalflächen zu bestimmen
(vgl. Aufg. 4). Wir ziehen es vor, einen einfacheren und der
geschichtlichen Entwicklung entsprechenderen Weg zu gehen.
2. Minimalflächen.
§ 23. Geschichtlicher Überblick.
Die Minimalflächen wurden zuerst von Lagrange in
die Mathematik eingeführt. Er behandelte die Aufgabe,
durch eine geschlossene Kurve G im Raume eine Fläche so
zu legen, daß der von C eingeschlossene Flächenraum S ein
Minimum wird. Die gesuchte Fläche heißt daher eine
Minimalfläche. Ist die Flächengleichung in der Form
z = f{x,y) gegeben, so ist der Flächeninhalt S bestimmt durch
+y> 2 + q 2 dx dy,
wo das Integral über die Fläche innerhalb von C zu führen
ist. Als notwendige Bedingung dafür, daß S ein Minimum
wird, erhält man mit Hilfe der Variationsrechnung
(1) (l + g 2 ) r — 2pqs-\-{l +i? 2 ) ¿ = 0,
, . dz d 2 Z .
wobei p = - 7r -, r = -etc. ist.
dx dx 2
Für diese Differentialgleichung hat Meusnier (1776)
eure sehr einfache geometrische Deutung gegeben. Die
Gleichung (1) sagt nämlich nach Bd. I, § 22, (13) aus, daß
für jeden Punkt einer Minimalfläche die Haupt
krümmungsradien R t und R. 2 durch die Relation