156 Anwendungen der Differentialqnotienten. § 2. Maxima und Minima usw.
kalen) Ellipsen, welche mit der Geraden XX' reelle Punkte gemein
hat, ist diejenige, welche sie berührt; der Berührungspunkt bestimmt
die Lösung der Aufgabe und hat nach einer bekannten Eigenschaft
der Ellipsentangente eine solche Lage, daß X PA = XPB.
11. Es sind zwei Punkte Ä, B und eine sie trennende Ebene MM'
gegeben (Fig. 38). Man soll den Weg von A nach B bestimmen,
K A at welchen ein Bewegliches in der kürzesten
Zeit zurücklegt, wenn es sich von A bis
~M7 zur Ebene mit der Geschwindigkeit u und
von da ab bis B mit der Geschwindigkeit v
bewegt.
Der Weg wird sich notwendig aus zwei
geradlinigen Strecken zusammensetzen und be
stimmt sein, sobald man den Punkt P der
Ebene kennt, über welchen er führt. Von diesem läßt sich ferner
erweisen, daß er in die Verbindungslinie der orthogonalen Projektionen
Ä, B' von A, B auf MM' falle, daß der Weg selbst also in der
durch A, B zu MAI' gelegten Normalebene verlaufe. Denn zu einem
Wege wie AQB, der über einen Punkt Q außer A'B' führt, läßt sich
immer ein Weg finden, der in kürzerer Zeit zurückgelegt wird als
AQB-, man braucht nur QP senkrecht zu AB' zu ziehen, und er
kennt sogleich, daß AP < AQ, BP < BQ, daß also auch APB in
kürzerer Zeit zurückgelegt wird als AQB.
Ist AA'= a, BB==l>, A'B'—c, A'P — x, so ist die für den
Weg APB erforderliche Zeit
j, Ya 2 -1- o? 2 , ]/fr 2 -|-(c — x) 2
t = 7, I 7 ;
und ihr kleinster Wert ergibt sich, wenn P so gewählt wird, daß
dt x c — x ^
d x uYa 2 -f-äs 2 r)/& 2 -)-(c — x) 2 7
oder in den Linien der Figur ausgedrückt, daß
l AP 1 PIT m
u AP v BP’
bezeichnet man also die Winkel, welche die Wegteile AP und BP
mit dem Lote zur Ebene einschließen, mit a, ß, so ist der verlangte
Weg durch die Beziehung
sin u u
sin ß v
gekennzeichnet, wonach das Sinusverhältnis der genannten Winkel
gleich sein muß dem analog gebildeten Verhältnis der Geschwindig
keiten.