312. Flächensätze über Fußpunktkurven und Rollkurven
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nämlich zu einem Kreise vom Halbmesser a um den Mittelpunkt der
Ellipse; bezeichnet man also den Brennpunkt mit B, so ist
= na 2 ,
und damit ist die Handhabe zur Inhaltsbestimmung aller anderen Fuß
punktkurven gegeben, so zur Bestimmung der flächenkleinsten; denn der
Abstand zwischen B und dem Krümmungsschwerpunkt 8 ist ]/a 2 — b 2 ,
daher auf Gr rund von (7*)
® B -® s = -\-n(a 2 -b 2 )
und daraus = 4 n(a 2 -j- b 2 ).
Hat ein beliebiger Pol P die Entfernung s vom Mittelpunkt, so ist
= {- n(a 2 + b 2 + s 2 );
so hat beispielsweise die Fußpunktkurve zu einem Scheitel der großen
Achse die Fläche (2a 2 + b 2 ), die zu einem Scheitel der kleinen Achse
die Fläche {-n(a 2 + 2 b 2 ).
c) Eine geschlossene konvexe Kurve rolle auf einer Geraden ah, und
ein mit ihr fest verbundener Punkt P beschreibe dabei eine Kurve. Wir
denken an eine einmalige vollständige Abrollung und fragen nach der
Fläche, welche von der erzeugten Kurve, den
Strecken von ihren Endpunkten nach den mo
mentanen Berührungspunkten (Polen) der rollen
den Kurve und von der Geraden begrenzt wird,
auf der das Abrollen vor sich geht.
In Fig. 177 ist die Anfangslage der Kurve
gezeichnet. Man denke sie sich wieder in sehr “
kleine gleiche Bogenelemente zerlegt und halte
sich zunächst an das Polygon, das durch die Sehnen dieser Bogenelemente
gebildet wird.
Die Sehnen der Elemente M 1 M 2 , M 2 M & , . . . kommen nach
einer gewissen Abrollung in die Lagen M t 'M 2 , M 2 'M 3 , M s 'Jf/, . .
und die Dreiecke, die sie mitP bilden, in die Lagen M ± 'M 2 P t , M 2 M S 'P 2)
M 3 'M i 'P 3 , . . .; der Punkt P beschreibt bei dem Vorgang der Reihe
nach die Kreisbögen Pj P 2 , P 2 P 3 ,... aus den Mittelpunkten M 2 , M 3 ,...,
und die Zentriwinkel dieser Bögen sind die Nebenwinkel a 2 , « 3 , . .. der
Polygonwinkel bei M 2 , M 3 , .... Beim Grenzübergang wird aus dem
Kreisbogenzug P 1 P 2 P 3 , ... die von P beschriebene Rollkurve, die Win