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Erster Teil. Differential-Rechnung.
4) Es sind n Punkte M i (i = 1, 2, . . . n) im Raume ge
geben und jedem derselben ist eine positive Zahl m i zugeordnet.
Man soll diejenigen Ebenen bestimmen, bezüglich deren die
Summe der mit den Zahlen m i multiplizierten Quadrate der
Abstände der Punkte M i extreme Werte annimmt.
Legt man ein rechtwinkliges Koordinatensystem zugrunde,
bezeichnet mit xjy i jz i die Koordinaten von M i und schreibt
die Gleichung der Ebene in der Hesseschen Normalform
0) a% + brj + c£ — p = 0,
in welcher a, b, c die Richtungskosinus des Lotes zur Ebene
bedeuten, so daß
(ß) a 2 + b 2 -(- c 2 = 1
ist, so verlangt die Aufgabe, die Parameter a, b, c, p der Ebene
so zu bestimmen, daß
T-^rnJXitt + ylj + z t c -p) 2
einen extremen Wert annimmt, unter Berücksichtigung der Be
dingungsgleichung (ß).
Für die absoluten Extreme der Funktion
T-l{a 2 + b 2 + c 2 - 1)
bestehen die folgenden Bedingungen*):
Emx(xa yb -f- zc — p) — Xa — 0
Emy(xa -f- yb -f zc — p) — Ib =0
Emzixa -f yb 4- zc — p) — 1c = 0
Em{xa -f- yb + zc — p) =0,
welche mit Zuhilfenahme der Abkürzungen
Emx 2 = A Emy 2 = Ä Emz 2 = A"
Emyz = B Emzx = B' Emxy = B"
auch in folgender Anordnung geschrieben werden können:
(A — A)a -j- B"b -f- B'c —pEmx=0
/ \ B"a -f (A' — X)b + Bc — pEmy = 0
{ - r) B'a + Bb + (A"~ X)c-pEmz = 0
aEmx -(- bEmy + cEmz — pEm = 0;
*) Der Summationsbuchstahe i bei m, x, y, z soll von hier ab unter
drückt werden.