§11. Deformation der Flächen.
63
(4)
ds2 = E l du 2 + 2 F t du dv + G l dv 2
mierbar oder aufeinander abwickelbar. Der letzteren
Bezeichnung liegt folgende Anschauung zu gründe: Man
denke sich die Fläche F und entsprechend auch F x in un
endlich kleine, paarweise kongruente Dreiecke geteilt. Legt
man nun ein Dreieck PQR von F auf das entsprechende
P X Q X R X von F x und dreht dann die an PQB anstoßenden
Dreiecke von F um die Seiten von PQP so weit, bis sie
mit ihren entsprechenden von F x zusammenfallen usw., so
sieht man, daß beide Flächen zur Deckung kommen, inein
ander verbogen oder aufeinander abgewickelt sind. Als
Beispiel mag die Abwicklung des Kegels oder Cylinders in
eine Ebene dienen. Eine solche Verbiegung ohne Deh
nung, d. h. ohne daß Dreiecke gedehnt werden, und ohne
Faltung, d. h. ohne das auf ein Dreieck der einen Fläche
zwei oder mehrere der anderen fallen, heißt Deformation
oder Verbiegung schlechtweg. Bei der Deformation wird
also nur der unendlich kleine Winkel anstoßender Dreiecke
geändert. Damit nun eine solche Verbiegung wirklich statt
finden kann, muß natürlich die Möglichkeit nachgewiesen
werden, die Fläche F einer stetigen Reihe von Gestaltsände
rungen zu unterwerfen, deren letztes Glied F x ist. Wir
kümmern uns hier nicht darum, ob dies für jede Fläche
ausführbar ist, sondern nennen überhaupt zwei Flächen
dann ineinander deforraierbar, wenn sie konform so
aufeinander bezogen werden können, daß das Ver
größerungsverhältnis allenthalben = 1 ist.
Die Gleichungen der beiden Flächen seien
(1)
X = f{u,v),
lJ = ( p(u,v),
Z = yj{u, V)
und
(2)
x x =F{u,v),
Vx = #(«,«0,
z x =W (u, v).
Jedem Wertepaar u, v entspricht auf jeder der beiden
Flächen ein Punkt, und wir fragen nun zunächst nach der
Bedingung dafür, daß die hierdurch bestimmte Abbildung
konform mit dem Vergrößerungsverhältnis = 1 ist. Sind
(3) ds 2 = E du 2 + 2 Fdudv + Gr dv 2
und