5 6. Die uneigentlichen Gebilde des Raumes.
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Ebenen einen eigentlichen Punkt gemein haben, sich jedesmal das
Innere eines Dreikants mit dem seines Gegendreikants zu einem
einzigen Raumteile vereinigt.
7. Vier Ebenen, die nicht durch denselben Punkt gehen,
zerlegen den Raum in acht Teile. Wir begnügen uns damit, den
Beweis in dem Falle durchzuführen, dafs je drei der gegebenen
Ebenen einen eigentlichen Punkt gemeinschaftlich haben. Es seien
dies die Punkte Oj, CE, 0 3 , 0 4 . Die Gerade ChCV wird durch
die Punkte O x und 0 2 in eine endliche und eine unendliche
Strecke zerlegt; die erstere bezeichnen wir mit 0i0 2 , die letz
tere mit 0.0 2 . Entsprechende Bezeichnungen führen wir für
jede Kante OiOx ein, wo wir unter t, x zwei verschiedene
Marken der Reihe 1, 2, 3, 4 verstehen; stets soll CEO* die end
liche, Oi O x die unendliche Strecke sein, die in den Punkten CG
und O* begrenzt sind.
Nach I § 8, 9 (S. 51) ist jeder Teil, in welchen eine Ebene
durch drei gerade Linien zerlegt wird, ein Dreieck im weiteren
Sinne, und jedes derartige Dreieck wird, falls seine Eckpunkte
eigentliche Punkte sind, entweder von einer oder von drei end
lichen Strecken begrenzt. Unter (CECGOa) verstehen wir das
endliche Dreieck mit den Eckpunkten Oi, Ox, Oa; dagegen soll
das Dreieck (OiOzÖ;.) von der endlichen Strecke Oi O* und
den unendlichen Strecken Ö, Ö;. und O* Oa eingeschlossen werden.
Jetzt beweisen wir den Satz:
Jeder Teil, in den der Raum durch vier Ebenen zerlegt wird,
wird von vier Dreiecken begrenzt; in Bezug auf diese Dreiecke
sind drei Fälle möglich: entweder a) sind sie alle endlich, oder
b) eins ist endlich und die drei andern unendlich, oder c) die
vier Dreiecke sind unendlich.
Der erste Teil des Satzes ist eine unmittelbare Folge davon,
dafs jeder Teil, in welchen die Ebene durch drei gerade Linien
zerlegt wird, als Dreieck aufgefafst werden kann. Um den zweiten
Teil zu beweisen, nehmen wir an, der Grenze gehörten zwei
endliche Dreiecke an. Dann liegen auf der Grenze auch fünf
endliche Strecken; da aber die Zahl der Kanten gleich sechs ist,
so könnte höchstens eine unendliche Strecke bei der Einschliefsung
der beiden andern Dreiecke verkommen. Das ist aber unmöglich;