§ 5. Transformation der Parameter.
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Die Fundamentalgrößen zweiter Ordnung drücken sich
also ganz in derselben Weise aus, wie die erster Ordnung.
•Aus (10) folgt
(11) D X D" — Df = {DD" — D' 2 ) d 2 .
Es liegt nun nahe zu untersuchen, welche Funktionen
der sechs Fundamentalgrößen, bezw. der Parameter u, v
bei einer Transformation der Parameter invariant
bleiben, d. h. in den neuen Parametern dieselbe Form und
denselben Wert haben, wie in den alten. Solche Invarianten
sind z. B. nach (9) die Richtungskosinus a, b, c. Es läßt
sich weiter von vornherein übersehen, daß z. B. das Krüm
mungsmaß Je und die mittlere Krümmung Ji, ferner die
Differentialformen ds 2 , L, M, N invariant sein werden; denn
die durch sie definierten geometrischen Größen (vgl. Bd. I,
§ 27) drücken sich ja durch die Fundamentalgrößen und die
Differentiale der Parameter stets in derselben Weise aus, wie
auch die Parameterkurven gewählt sind. Diese Invarianz
wird durch die Rechnung bestätigt. Für das Krümmungs
maß Je folgt sie unmittelbar aus (8), (11) und § 3, (14); für
die mittlere Krümmung durch eine einfache Rechnung
aus (6) und (10). Für das Linienelement ds 1 hat man
ds\ = Ei dui -\-2 F x du x dv x + G x dv\.
Durch Einträgen der Werte aus (6) ergibt sich:
ds\ = E (P x du x -f- P 2 dv x ) 2
+ 2 F{P X du x + P 2 dv x ) [Q x du x + Q 2 dv x )
oder nach (4)
+ D [Q x du x -j- Q.> dv x ) 2 ,
(12) ds 2 x — E du 2 + 2 Fdu dv + G dv 2 = ds 2 .
Damit ist wegen der Übereinstimmung von (6) und (10)
auch die Invarianz von L (vgl. § 2, 14a) bewiesen. Auch
für M hat der Beweis keine Schwierigkeit. Etwas um
ständlicher wird die Rechnung für N, da hier noch die
zweiten Differentiale von u und v auftreten; wir überlassen
die Ausführung dem Leser.
Als Beispiel einer Parametertransformation behandeln
wir die Aufgabe: Die Gleichungen des einmantligen
Rotationshyperboloids auf die Asymptotenlinien als
Parameterkurven zu übertragen.