§ 6. Krümmung der ebenen Kurven
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geben die Koordinaten x x , y x des zu einem Punkte M oder
(x, y) der gegebenen Kurve gehörigen Punktes C der Evolute,
ausgedrückt durch x,y,x und II. Diese vier Größen sind längs
der Kurve der Punkte M sämtlich Funktionen einer einzigen
Veränderlichen (z. B. vou x). Daher gibt die Differentiation:
dx x = dx — B cos x dt — sin x dB,
dy x — dy — B sin x dx -(- cos x dB.
Weil aber nach (1) in Nr. 194 für dx und dy die Werte
ds cos x und ds sin r gesetzt werden können und außerdem
ds — Bdx ist, kommt:
dx — B cos x dx — 0, dy — B sin x dx = 0,
so daß einfach bleibt:
(2) dx x = — sin x dB, dy x = cos x dB.
Hieraus folgt:
= — Ctg X = tg (x + i-7t).
dx, 6 OV I 2 y
Aber x -f-k ist der Normalenwinkel v. Also folgt:
Satz 14: Die Normalen einer ebenen Kurve sind zugleich
die Tangenten ihrer Evolute, und zwar berührt die Normale
eines Kurvenpunktes die Evolute in dem zugehörigen Krümmungs
mittelpunkte der Evolvente.
Haben wir bei der ursprünglichen Kurve der Punkte M
einen bestimmten Fortschreitungssinn festgesetzt, so haben
ihre Tangenten und folglich auch ihre Normalen bestimmte
positive Richtungen, denn wir nehmen ja an, daß die positive
Normale ebenso zur positiven Tangente liege wie die positive
«/-Achse zur positiven ¿c-Achse. Da nun die Normalen die Evo
lute berühren, setzen wir fest: Die Evolute soll in demjenigen
Sinne durchlaufen werden, der den positiven Richtungen der
Normalen der Kurve der Punkte M entspricht. In diesem
Sinne messen wir also auch die Bogenlänge der Evolute.
Hierbei ist zu bemerken: Für ein Stück M 0 M X der ge
gebenen Kurve liegt das zugehörige Evolutenstück C 0 C X völlig
auf derselben Seite der Kurve, sobald längs M 0 M X kein Wende
punkt (in dem B nach Nr. 197 unendlich groß würde) und
kein singulärer Punkt (den wir ja ein für allemal ausschließen)
vorhanden ist. Außerdem hat die Evolute, wenn etwa t die
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