Differentialrechnung.
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4. Die Cylinderflächen und die Kegelflächen gehören unter den allgemeineren
Begriff der Regelflächen. Unter einer Regelfläche versteht man eine Fläche,
die durch Bewegung einer Geraden erzeugt wird. Die Bewegung der Geraden
kann in verschiedener Weise definirt werden: man kann verlangen, dass die
Gerade immer drei gegebene (ebene oder unebene) Curven triftt; oder dass sie
zwei gegebene Curven trifft und eine gegebene Fläche berührt; oder dass sie
eine gegebene Curve trifft und zwei gegebene Flächen berührt u. s. w.
Sind 2 =mx +n und y = Mx + N die Gleichungen einer erzeugenden
Geraden der Fläche, so müssen m, z, M, N veränderlich sein; und zwar können
es nur Functionen einer Variabeln sein; denn angenommen, sie enthielten zwei
Variable, so könnte man die Variabeln so bestimmen, dass die Gleichungen der
Geraden durch die Coordinaten xp, Vo» zy irgend eines Raumpunktes erfüllt
würden, es würde also dann jeder Raumpunkt der Fläche angehören, im Wider-
spruche mit dem Begriffe einer Fläche. Sei © eine Veränderliche, so haben die
Gleichungen einer erzeugenden Geraden einer Regelfläche daher die Form
1. 2. == glo): x + Alo), = GO x HF Z()
worin g, 4, G, H Functionszeichen sind. Durch diese Gleichungen sind die
Coordinaten jedes Flichenpunktes von zwei unabhängigen Variabeln x und s
abhängig gemacht. Die Flichengleichung wird aus 1. durch Elimination von c
gewonnen.
Um die Gleichung der Tangentenebene im Punkte P zu erhalten, haben |
wir die partialen Differentialquotienten 6z : 0x und 0z:6y zu bilden. Im ersten |
Falle haben wir x und c so zu ändern, dass nur z sich ändert, y aber ungeändert
bleibt; im zweiten Falle ändern sich y und c, während x ungeändert bleibt.
Unter der ersten Voraussetzung gehen aus 1. die beiden Gleichungen hervor
9. dz = gdx + (g'x + h')ds,
3. 0 = Gdx + (G'x + HAH") ds,
wobei s", 7, G', Z7 die Grossen dg ide... ... bezeichnen. Aus 3. folgt
G
res ris
Setzt man dies in 2. ein, so erhält man
0s — (gG'— Go a — GW)
4. ox Gx + H
Unter der andern Voraussetzung folgt aus 1.
dz = (gx--A)do, dy = (G'x + H') do
und hieraus durch Division
; orig t
E oy Gx +H
Führt man diese Werthe 4. und 5. in die Gleichung der Tangentenebene
ein, so erhält man nach Beseitigung der Nenner für die Tangentenebene |
einer Regelfläche
Tex (ge G' —Gg)x-rg A —Gh|E—x)+(g'a+h) (a —y) — (G'x4- H7) (£—2) —0.
Für die Richtungscosinus der Normalen folgt hieraus
cosg : cosy: cosy = [(gG' — Gg) x + gH — GA |: (gx 4: — (G'x -- H).
Für die Winkel A, p, » der erzeugenden Geraden 1. und der Achsen ist
COSK 1 COSW 1: COSY == 15 C: y.
Aus diesen Proportionen folgt die Gleichung |
cos® cos) + cosh cos, + cosy cosy = 0.
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