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Kap. IX. Theorie der Kaumkurven und Flächen
301, 302]
Satz 21: Wenn zwei Flächen
z = fix, y) und z = F(x, y)
einander in einem Punkte berühren, ist die Berührung von
gerade r ter Ordnung, wenn für die zugehörigen Werte von x
und y die Funktion f(x, y) nebst allen ihren partiellen Ablei
tungen bis zur r ten Ordnung mit der Funktion F (x, y) nebst
ihren entsprechenden partiellen Ableitungen bis zur r ten Ordnung
übereinstimmt, während diese Uereinstimmung nicht mehr bei
allen Ableitungen von der (r -f- l) ten Ordnung besteht. Dabei
ivird vorausgesetzt, daß die Funktionen f und F nebst allen Ab
leitungen bis zur (r -f- l) ten Ordnung in der Umgebung der be
trachteten Werte x und y stetig seien.
Insgesamt ergeben sich £(r + 1) (p + 2) Bedingungen, da
eine Funktion von zwei Veränderlichen k -f- 1 partielle Ablei
tungen von k ter Ordnung hat.
302. Oskulierende Flächen. Liegt außer einer be
stimmten Fläche z = f(x, y) eine Flächenschar
z = F0, y, a x , a 2 ,... a n )
mit n willkürlichen Konstanten a lf a 2 , . . . a H vor, so kann
man nach denjenigen Flächen der Schar fragen, die mit der
gegebenen Fläche in einem gegebenen Punkte eine Berührung
in möglichst hoher Ordnung eingehen. Sie heißen die eska
lierenden Flächen. Da wir zu (r -f 1) (r -f 2) Bedingungen
für eine Berührung von r ter Ordnung gelangten, ist im allge
meinen zu erwarten, daß sich oskulierende Flächen mit einer
Berührung in r ter Ordnung ergeben werden, wenn die Zahl n
der willkürlichen Konstanten mindestens gleich + l)(r + 2)
ist. Dabei können jedoch mehrere Konstanten willkürlich blei
ben, so daß eine Schar von in derselben höchsten Ordnung osku-
lierenden Flächen hervorgeht. Wenn die Flächenschar z. B. die
aller Kugeln ist, enthält ihre Gleichung vier wesentliche Kon
stanten. Die Bedingung -£(»• -f 1) (r + 2) ^ 4 gibt hier r = 1.
In der Tat gibt es, wie man zeigen könnte, unter allen Ku
geln, die eine Fläche an einer Stelle berühren, im allgemeinen
keine, die in höherer als erster Ordnung berührt.