§ 4. Rektifikation einiger Kurven mittels elliptischer Integrale. 317
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2. Beispiel, Nr. 534). Die Kurve, die wir betrachten, ist dem
nach in der Tat eine Verallgemeinerung der Lemniskate.
Die übersichtlichste Darstellung der Kurve geht aus (2)
und (8) hervor, wenn man q und a durch die beiden Ver
änderlichen cp und ip ausdrückt:
(11) q = aeoscp + fccos^, tu = ^r;-- 6 - 8 cp + *P,
wobei dann zwischen cp und tJj die Beziehung besteht:
(12) asm cp — &sim/; = 0.
Quadrieren wir die erste Formel (11) und die Formel (12)
und addieren sie dann, so kommt:
(13) p=]/a 2 -}-Z> 2 -t-2a & cos t,
wenn cp -f ip = t gesetzt wird. Außerdem gibt (12),
darin t — cp statt ip eingesetzt wird:
cp = are tg
b sin t
a -)- b cos t *
wenn
so daß aus der zweiten Gleichung (11) folgt:
(14)
a* -f- & s , b sin t
■ ■ 7 -g are tg —--- -- .
a 2 —o 2 °a-f-ocosi
In (13) und (14) liegt eine neue Darstellung der Kurve
vor, indem die Polarkoordinaten q und ra darin als Funktionen
der Veränderlichen t gegeben werden. Dabei bedeutet t = cp-j- ip
den Außenwinkel des Dreiecks OPld bei P. Die Bogenlänge
stellt sich jetzt nach (10) so dar:
l
- f -
.1 yv+&*
b dt
-f- 2 a b cos t
Führen wir den halben Winkel t als neue Veränderliche t ein,
so kommt: t
2ab p dt
S a -\-b
iab
(a -f- fc) s
ä sin- T
so daß die Bogenlänge abermals durch ein elliptisches Normal
integral erster Gattung dargestellt wird, dessen Modul jetzt aber
2ya& :(« + &) ist. Dieser Modul liegt stets zwischen 0 und 1
ob nun a oder b die längere von beiden Strecken ist.