§ 5. Krümmung der ebenen Kurven
347
198. Der Krümmungsmittelpunkt als Grenzlage
des Schnittpunktes benachbarter Normalen. Wir wollen
nun beweisen:
Satz 13: Per Krümmungsmittelpunkt eines Punktes M
einer ebenen Kurve ist die Grenzlage des Schnittpunktes der
Normale von M mit der Normale eines benachbarten Kurven
punktes M 1 , wenn sich der Punkt M 1 dem Punkte M längs
der Kurve beliebig nähert.
In der Tat, die Gleichung der Normale der Kurve y =* f(oc)
lautet nach (3) in Nr. 169 in den laufenden Koordinaten £, t) so:
(1) £ — x + y'(t) — y) = 0.
Wir bezeichnen ihre linke Seite, die ja wegen y — f{x), y =f\x)
eine Funktion von x ist, mit V, so daß 7 = 0 die Gleichung
der Normale bedeutet. Um die Gleichung der Normale des
Kurvenpunktes M x oder (x + Nx, y-\- Ny) zu erhalten, muß
man in dieser Gleichung V= 0 die Größen x, y, y durch
x-\-Nx, y-\-Ny, y -j- Ny ersetzen; alsdann wachse V um N V.
Der Schnittpunkt beider Normalen wird also durch
7=0, 7+¿/7=0
oder durch
7=0, ¿/7=0
oder auch durch
F =°- Ä = °
gegeben. Nehmen wir nun an, daß der Punkt M x längs der
Kurve nach M rücke, so wird der Schnittpunkt der beiden
Normalen in eine Grenzlage gelangen, deren Koordinaten durch
die beiden Gleichungen
7=0, ^=0
’ dx
bestimmt sind. Die erste ist die Gleichung (1). Die zweito
ergibt sich aus ihr durch vollständige Differentiation nach x,
wobei man £ und t) als Konstanten behandelt; sie lautet also:
(2) ^ = - (1 + y 2 ) + (t) - y)y" = 0.
Bezeichnen wir die den Gleichungen (1) und (2) genügenden
Werte von £, 1} mit x 1} y x , so kommt:
[198