74 I. Abschnitt. Untersuchung von Flächen in Parameterform.
willkürlich. Die Integration in (23) ist für den Fall k = \
ausführbar und man erhält zunächst
Setzt man zur Abkürzung m 2 — a 2 = b 2 , so folgt aus (24)
(p{r) = b lg (-J/V 2 + a 2 + ]/r 2 — h 2 ) — a arctg-^T* a + C.
a]r 2 — b 2
Die Konstante C kann füglich = 0 gesetzt werden, da
eine Änderung von C nur eine Verschiebung der Schrauben
fläche parallel mit der if-Achse bedeutet. Danach sind die
auf das Katenoid abwickelbaren Schraubenflächen bestimmt
durch die Gleichungen
x = r cos w, y = r sin w,
(25) 0 — b\g []/r 2 + a 2 -\- ]/r 2 — b 2 ] — a arc tg-\-aw,
ayr 2 — b 2
wo
b = ym 2 — a 2 .
Hier ist die Konstante a, welche die Ganghöhe (2an)
bestimmt, noch willkürlich; es stellen deshalb die Gleichungen
(25) eine einfach unendliche Schar von Schraubenflächen dar,
welche alle auf das durch (22) bestimmte Katenoid ab
wickelbar sind.
Setzen wir in (25) zunächst a — 0, so erhalten wir eine
Schraubenfläche mit der Ganghöhe Null, d. h. eine Rotations
fläche, und zwar eben das Katenoid, wie man durch Auf
lösung von (22) nach z leicht nach weist. Wächst nun a
stetig von Null an weiter, so erhalten wir zunächst eine
Schraubenfläche von sehr kleiner Ganghöhe, wobei die
Parallelkreise zu Schraubenlinien verbogen werden, deren
Ganghöhe mit a immer mehr zunimmt. Hat endlich a den
Wert m erreicht, so sind die Gleichungen der Schraubenfläche
x — r cosw, y = rsmw, z = cnv.
Dies ist die sogenannte Wendelfläche, die man erhält,
wenn man von den Punkten einer Schraubenlinie die Lote
auf die Schraubenachse fällt. Wir haben also nachgewiesen,