§ 4. Torsion einer Raumkurve
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275. Kurven von der Torsion Null. Wählen wir x
als unabhängige Veränderliche, so ist x = 1, x" = 0, x" = 0.
Die letzte Formel zeigt also, daß die Torsion längs der ganzen
Kurve gleich Null ist, sobald bei dieser Annahme die Differenz
y"z" — z'y"", d. h. die Ableitung von z" : y" nach x gleich
Null, daher z" : y" konstant, etwa gleich B, mithin z" — By"
gleich Null ist. Dann aber ist z — By' konstant, etwa gleich A,
also auch z — By — A gleich Null, d. h. z — By — Ax eben
falls konstant, mithin schließlich:
z — A x -f- By -f- G,
wo auch C eine Konstante bedeutet. Hier aber liegt die Glei
chung einer Ebene vor, die Kurve ist demnach eben. Diese
Schlußfolgerung versagt, wenn x längs der Kurve konstant ist;
dann liegt die Kurve in einer Ebene x = konst.
Umgekehrt: Liegt eine Raumkurve in einer Ebene
Ax + By -f Gz -j- D = 0,
so gibt die Differentiation nach der Hilfsveränderlichen t:
Ax'+By'+Cz'=0, Ax"ABy"ACz"=0, Ax"'+By'"+Cz"= 0,
d. h. 1 : T = 0 nach der Formel (2) der letzten Nummer. Also:
Satz 6: Diejenigen Kurven, die über all die Torsion Null
haben, sind die ebenen Kurven.
Dies sind die einzigen Kurven, bei denen alle Schmie
gungsebenen dieselbe Stellung haben und also in eine Ebene,
die der Kurve, zusammenfallen. Die nicht ebenen Kurven
heißen auch Kurven doppelter Krümmung, indem man ihre
Torsion als ihre zweite Krümmung bezeichnet.
Aus unseren Betrachtungen folgt noch ein rein analyti
sches Ergebnis: Die in der Formel (2) der vorigen Nummer
auftretende Determinante ist hiernach dann und nur dann
gleich Null, wenn zwischen x, y, z eine lineare Gleichung mit
konstanten Koeffizienten besteht. Also allgemein:
Satz 7: Sind x, y, z drei Funktionen von einer Verän
derlichen, so ist die Determinante oms den Ableitungen erster
Ordnung x, y, z, aus den Ableitungen zweiter Ordnung x", y", z"
und aus den Ableitungen dritter Ordnung x", y", z" nur dann
gleich Null, wenn zwischen x, y, z eine lineare Gleichung