164 II. Abschnitt. Spezielle Flächen. Strahlensysteme.
Ist aber_D = 0, geht also die Ebene durch das Inversions
zentrum, so entspricht sie sich selbst. Der Kugel
x 2 + V 2 + £ 2 + AL# + By + Gz + D = 0
entspricht die Kugel (bzw. Ebene, wenn D = 0)
c 4 + c 2 {Au -f Bv + Cw) + B {u 2 + v 2 + w 2 ) = 0.
Einer geraden Linie entspricht als Schnitt von zwei
Ebenen ein Kreis als Schnitt der entsprechenden Kugeln,
einem Kreis wieder ein Kreis. Nur einer Geraden (oder
einem Kreis), die durch das Inversionszentrum geht, ent
spricht wieder eine Gerade.
Wir beweisen nunmehr den
Satz 1. Die einzigen konformen Abbildungen
des Raumes auf sich selbst sind die Inversion und
die Ähnlichkeit.
Dabei verstehen wir wie in § 8 unter konformer Ab
bildung eine solche, durch welche ein unendlich kleines
Dreieck PQB in ein ihm ähnliches übergeführt wird. Wir
wenden zum Beweise dieses Satzes die Ergebnisse des letzten
Paragraphen an und werden zugleich erkennen, daß durch (2)
ein dreifach orthogonales System von Kugeln definiert ist.
Sind nun wie oben u, v, w die Konstanten eines Raum
punktes und x, y, z die des entsprechenden, so muß einem
Linienelement, das durch {u, v, w) geht, ein Linienelement
durch {x, y, z) entsprechen; diese Linienelemente aber müssen
wegen der Konformität der Abbildung einander proportional
sein. Es muß also sein
(3) dx 2 + dy 2 + dz 2 = 2 {du 2 -f dv 2 + dw 2 ),
wo X eine Funktion von u, v, w ist. Nun sind x, y, z als
Funktionen von u, v, w so zu bestimmen, daß diese in die
linke Seite von (3) eingeführt, die rechte Seite ergeben. Da
nun die Koeffizienten von dudv, dv dw, dwdu gleich Null
sind, d. h.
' S ~idxdx ^-^dxdx T^dxdx
/ < dudv ¿Lj dv dw ^j dwdu
ist, so folgt nach § 33, (3), daß x, y, z als Funktionen von
u, v, w betrachtet ein dreifach orthogonales Flächensystem
bilden. Vergleicht man (3) mit § 34, (2), so hat man
(4) H^H^H^X-K