§ 1. Tangenten und Normalen
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255. Tangentialkegel. Gegeben sei außer einer Fläche
F(x, y, s) = 0 ein Punkt M 0 oder (x 0 ,y 0 ,z 0 ) im Räume. Wir
betrachten diejenigen Tangentenebenen der Fläche, die durch
3I 0 gehen. Ist (x, y, 2) oder 31 der Berührungspunkt einer
derartigen Ebene, so bestehen nach (6) in Nr. 253 für x, y, 2
die beiden Gleichungen:
(1) F{x,y, 2) = 0, F x (x- x 0 ) + F v (y — y 0 ) + F z {z - 2 0 ) = 0.
Diese beiden Gleichungen in x, y, 2 definieren zusammen eine
Kurve Je von Punkten M auf der Fläche, nämlich den Ort aller
derjenigen Punkte 31 der Fläche, deren Tangentenebenen durch
3I 0 gehen. Die Gerade von irgendeinem Punkte 31 der Kurve
Je nach 3I 0 ist eine Tangente der Fläche; die Gesamtheit aller
dieser Geraden heißt der TangentialJcegel, der von der Spitze
3I 0 aus an die Fläche gelegt werden kann. Ist (j, t), §) irgend
ein Punkt auf einer der Geraden 313I 0 , so ist:
S — a? 0 = 9 —y 0 = i~ z o
x x 0 y y 0 Z Zq
(2)
Die Gleichung des Tangentialkegels in den laufenden Koordi
naten £, p, § geht mithin durch Elimination von x, y, 2 aus
den vier Gleichungen (1) und (2) hervor. Da die Tangenten
ebene eines Punktes 3f der Kurve Je auf der Fläche außer der
Mantellinie JIOf 0 des Kegels die Tangente der Kurve Je ent
hält, ist sie zugleich diejenige Tangentenebene des Kegels, die
den Kegel in allen Punkten der Mantellinie M3£ 0 berührt.
Man sagt daher, daß der Tangentialkegel von 3f Q der Fläche
längs der Kurve Je umschrieben sei.
Stellen wir uns vor, der Punkt 3i Q rücke auf irgend
einer Geraden durch den Anfangspunkt 0 ins Unendlichferne,
indem beständig x 0 , y 0 , 2 0 zu drei Konstanten a, b, c propor
tional bleiben, so gelangen wir zum Begriffe desjenigen Tan
gentialzylinders, dessen Mantellinien Richtungskosinus propor
tional zu a, b, c haben.
256. Homogene Koordinaten im Raume. Wie wir
in Nr. 175 homogene Koordinaten in der Ebene einführten,
können wir auch im Raume statt der drei rechtwinkligen
Koordinaten x, y, 2 eines Punktes 31 vier homogene Koordinaten
x 1} x 2 , x 3 , x 4 benutzen, indem wir
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