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Dritter Abschnitt. § 10.
Dann folgt als Ausdruck für das Krümmungsmafs:
1 1 A’(/x/ 1 u)fdx i d'xß—J'x t dx,ii)(dx Ä rdx;.— dx* dx;.)
' k 2 2 —a i ;.a^ (M )(dx i dx i «—dxidx^)(dx^dx;- dx^dx;.)’
Dieser Ausdruck heifst das Riemannsche Krümmungsmafs
des Raumes in dem Punkte (x t ... x n ) für das durch die Rich
tungen rj i, i, i" bestimmte Flächenelement.
Die betrachtete Fläche enthält unendlich viele gerade Linien,
welche sämtlich von einem Punkte ausgehen und deren Richtungs
konstanten einer linearen Gleichung genügen; sie wird von Herrn
Schur als geodätische Fläche bezeichnet. Ihre Analogie zu den
zweidimensionalen Ebenen ist aber dann erst vollständig, wenn
die Fläche eine zweifach unendliche Schar von geodätischen
Linien enthält. Statt aber die Aufgabe zu lösen, unter welchen
Bedingungen diese Forderung für eine einzige Fläche erfüllt ist,
stellt sich Herr Schur sogleich die Aufgabe, zu erforschen, unter
welchen Bedingungen alle durch einen festen Punkt gehenden
geodätischen Flächen doppelt unendlich viele geodätischen Linien
enthalten. Hierfür findet er als notwendige und hinreichende
Bedingung, dafs alle durch den Punkt gehenden geodätischen
Flächen für jeden Punkt des Raumes gleiches Riemannsches
Krümmungsmafs besitzen. Soll also die gleiche Eigenschaft für
jeden Punkt des Raumes und somit für alle geodätischen Flächen
gelten, so mufs das Riemannsche Krümmungsmafs für alle Punkte
des Raumes und für alle Flächenrichtungen dasselbe sein. Speziell
ergiebt sich der Satz:
Wenn in einem Raume das Riemannsche Krümmungsmafs
in jedem Punkte nach allen Flächenrichtungen konstant ist, so
ändert es sich auch von Punkt zu Punkt nicht.
Aus den Gleichungen (3) und (4) folgt für einen konstanten
Wert von k 2 :
ds 2 = dr 2 + k 2 sin 2 , ! (d//! 2 -R ... -|- d* /n 2 ),
k
und wenn man hier setzt;
. . r r
Xi = k sm £ • T n , x 0 = cos ^,
wo ist:
k 2 x 0 2 +x 1 2 + ...+x n 2 = k 2 .