§ 3. Rektifikation von Kurven. 297
hervorgeht, wenn wir hierin vermöge (5) die neue Veränder
liche t einführen.
Allerdings gilt dies nicht stets auch für das Vorzeichen,
vielmehr nur dann, wenn x mit t beständig wächst. Andern
falls ist das Vorzeichen zu ändern.
Man drückt dies Ergebnis auch so aus: Die Bogenlänge
ist — abgesehen von ihrem Vorzeichen — ein Begriff“ der gegen
über der Einführung einer neuen unabhängigen Veränderlichen
invariant ist.
544. Grenzwert des Verhältnisses des Bogens
zur Sehne. Wie wir in Nr. 542 ankündigten, werden wir
jetzt den Beweis eines Satzes nachholen, der in Nr. 193 und
Nr. 195 für ebene Kurven und in Nr. 257 und späterhin für
Raumkurven benutzt wurde.
Es werde die Kurve
z = <p(ß)> V-M, 8 —
unter der Voraussetzung betrachtet, daß cp, £, ip im Intervalle
von t bis t Dt stetige Ableitungen haben. Die Länge der
zu diesem Intervalle gehörigen Sehne ist gleich der Quadrat
wurzel aus D x 2 -V D y 2 + Dz 2 , wenn Dx, Dy, Dz die Zunahmen
sind, die x, y, z erfahren, sobald t um Dt wächst. Die zum
Intervalle gehörige Bogenlänge sei Ds. Dann ist:
ds
Bogen ds dt
Sehne ydx* dy 2 dz* -% 7fdxY* /dy\ 2 . /dz\%’
V \jt) + \dt) + [¿Ti)
woraus für lim Dt = 0 folgt:
ds
■j.^ Bogen dt
Aber nach (4) in Nr. 543 ist dieser Bruch gleich Eins. Also folgt
Satz 4: Ist eine Kurve
«-qp(0»
gegeben und haben cp, %, rp in der Umgebung eines Wertes t
stetige Ableitungen, so ist in dieser Umgebung der Grenzwert des
[543, 544