§ 28. Kugel und Kugelkreis.
255
c) zwei äufsere und vier innere:
A A T T T T
^125 -^3 45 J -13> •*•1 4> i 23’ i 24
A A T T T T
3’ ^24’ a 195 a i 4j x 32> i 34
A A T T T T
14’ XA 23> 1 1 2 ’ a 135 a 4 2J A 4 3'
5. Die Gleichung einer beliebigen Kugel in rechtwinkligen
Punktkoordinaten ist
(8) (xj — ax 4 ) 2 + (x 2 — bx 4 ) 2 + (x 3 — cx 4 ) 2 = r 2 x|,
wo x 4 = 0 die unendlichferne Ebene darstellt. Der Schnitt mit
der unendlichfernen Ebene wird also durch die Gleichungen ge
geben:
(9) x 4 = 0, xf -f- x 2 -j- x| = 0,
oder auch, wenn wir lieber wollen, durch den Schnitt der un
endlichfernen Ebene mit der Fläche x 2 -f y 2 -f z 2 =0. Diese
Linie ist von dem Mittelpunkte und dem Radius ganz unabhängig,
also für alle Kugeln dieselbe. Wir dürfen daher sagen:
Alle Kugeln haben mit der unendlichfernen Ebene
denselben Kreis, den unendlichfernen imaginären Kugel
kreis gemeinschaftlich.
6. Wir schreiben statt
(x 4 — ax 4 ) 2 + (x 2 — bx 4 ) 2 + (x 3 — cx 4 ) 2 — r 2 x 2
kurz K und statt
( x i — a'x 4 ) 2 -f (x 2 — b'x 4 ) 2 -f (x 8 — c'xj 2 - r 2 x|
kurz K'. Dann stellt die Gleichung K -f- XK — 0 denjenigen
Flächenbüschel dar, der durch die Kugeln K = 0 und K == 0
bestimmt wird. Aus der Form der neuen Gleichung ersehen wir
den Satz:
Wenn ein Flächenbüschei zweiter Ordnung zwei
Kugeln enthält, so sind alle seine Flächen Kugeln.
Dem Büschel gehören ein Ebenenpaar und zwei Kegel an.
Das Ebenenpaar K — K = 0 enthält stets die unendlichferne Ebene.
Um die Bedeutung der zweiten Ebene zu erkennen, beachten wir,
dafs der Ausdruck K für einen eigentlichen Punkt das Quadrat
der Tangente darstellt, die von dem Punkte an die Kugel gelegt
werden kann. Für einen Innenpunkt nimmt K einen negativen
Wert an; es ist dann — K gleich dem Quadrate aus der Hälfte
der kleinsten Sehne, welche durch den Punkt gelegt werden kann..
Allgemein gilt folgendes: Wenn durch den Punkt P eine Sekante
gezogen wird, welche die Kugel in den Punkten A und B trifft.