§ 13. Geodätische Linien, geodätische Koordinaten. 75
daß das Katenoid durch stetige Gestaltsänderung in die Form
der Wendelfläche gebracht werden kann,
Anmerkung 1. Man erhält von dieser Deformation eine
einfache Vorstellung, wenn man untersucht, welche Gestalten der
Kehlkreis des Katenoids, dessen Gleichung u = m, oder 2 = 0 ist,
bei der Deformation nacheinander annimmt. Aus der zweiten
Gleichung (21) folgt (für u = m, * = 1) r = fm 2 — a' 2 = b. Setzt man
dies in (25) ein, so erhält man als Gleichung der Schraubenlinie,
in welche der Kehlkreis bei der Verbiegung übergeht
x = b cos w, y = b sin w, z = aiv -[- konst.
Die Konstante kann wieder gleich Kuli gesetzt werden, da
sie die Gestalt der Schraubenlinie nicht beeinflußt. Setzt man
noch für b seinen Wert ein, so folgt
(26) x = 1 m 2 — a 2 cos w , y = ]'m 2 — a 2 sin w , 2 = aiv.
Die Länge eines Umgangs dieser Schraubenlinie ist, wie man
leicht sieht = 2 nm, also von a unabhängig und gleich der Länge
des Kehlkreises des Katenoids. Wächst a, so wird — a 2 , d. h.
der Radius des Oylinders, auf dem die Schraubenlinie (26) liegt,
immer kleiner, bis er schließlich für a = m gleich Null wird, d. h. der
Kehlkreis wird in die Z-Achse ausgestreckt. Um also auf mecha
nischem Wege die verschiedenen Deformationsflächen des Kate
noids zu erhalten, schneide man dasselbe längs eines Meridians
auf, fasse die beiden Enden des Kehlkreises und ziehe sie so aus
einander, daß ihre Verbindungslinie immer parallel der Achse
des Katenoids bleibt, während der Kehlkreis eine Schraubenlinie
bildet: das am Kehlkreis hängende Katenoid deformiert sich so
von selbst in die -verschiedenen Schraubenflächen. Zieht man die
beiden Enden immer weiter auseinander, bis schließlich der Kehl
kreis in eine gerade Linie ausgestreckt ist, so ist aus dem Kate
noid eine Wendelfläche geworden. Damit hat diese Art von De
formation aber offenbar ihr Ende erreicht. In der Tat geben die
Gleichungen (26) für a > m imaginäre Kurven.
Anmerkung 2. Es dürfte nicht ohne Interesse sein, zu be
merken, daß die Flächen (25) lauter Minimalflächen sind, für die
also in allen Punkten die mittlere Krümmung h = 0 ist. Den Beweis
überlassen wir dem Leser. Es sind die von Scherk 1834 auf
anderem Wege gefundenen Minimalflächen; dieselben bilden ein
System assoziierter Minimalflächen (vgl. § 26).
§ 13. Geodätische Linien, geodätische Koordinaten.
Liouvillesche Flächen.
In § 3 wurden die Differentialgleichungen der Asymp
totenlinien und Krümmungslinien auf die Parameterfonn
übertragen; es ist nun noch die Differentialgleichung der