Quadratur krummer Oberflächen. 387 Quadratur krummer Oberflächen.
für die Quadratur der Rotations
flächen.
Habe die ebene Curve, aus deren
Rotation die Oberfläche entsteht, die
Gleichung:
f(x, y)=0,
wo man als Axe der X immer die Ro-
tationsaxe betrachten kann, so wird bei
der Drehung jeder Punkt B die zugehö
rige Abscisse x behalten. Die Linie AB
aber (Fig. 54), die in der ebenen Curve
die Ordinate vorstellte, ist jetzt die Ent
fernung des Punktes A von der Axe
der x. Bezeichnen wir dieselbe mit p,
so ist also die Gleichung der Oberfläche
f(x, ()) = 0,
und wie wir auch die auf OX senkrech
ten Axen OY und 0Z im Uebrigen für
die Oberfläche annehmen, es wird im
mer sein:
C 2 = y‘ iJ r» s -
Denken wir uns jetzt ein Stück der
Oberfläche, abgeschnitten von 2 unend
lich nahen, durch OX gehenden Ebenen,
Eig. 54.
BA — AE—q,
BE = geld-,
BD 1 = ds 2 =\(dx 3 -{-dg 2 ').
Offenbar nämlich ist BD das Element
der erzeugenden Curve, welches be
kanntlich (siehe den Artikel: Rectifica
tion) als Hypotenuse eines rechtwinkli
gen Dreiecks zu denken ist, dessen Ca-
thetea die Werthe: BG = dx, DG = dp
haben. Es ist also das Rechteck
dV—BE-BD,
oder:
dV= e dadx^i+i£.
Die Integration erstreckt man auf das
von zwei beliebigen, durch OX gehende
Ebenen, welche die Winkel 9- und 9'
mit Ebene xy machten, und von zwei
auf OX senkrechten Ebenen, welche die
Abscissen x und x f haben, abgeschnittene
Stück. Man hat dann:
f =/T"/IV i+ (£) v
oder da die Integration nach 9- sich voll
ziehen lässt:
Diese Formel führt also zu einem ein
fachen Integral.
Soll ein Stück berechnet werden, wel
ches zwischen zweien während der Ro
tation beschriebenen vollen Kreisen liegt,
so ist zu setzen:
9=0, 9' = 2 rr.
ACDO und ACFE, ferner durch 2 auf
OX senkrechte, ebenfalls einander un
endlich nahen Ebenen, BAE und DEF.
Sei
Winkel BAE — d9,
so ist 9 offenbar der Rotationswinkel,
d h. diejenige Drehung, welche gemacht
wird, damit die Curve von ihrer anfäng
lichen in die augenblickliche Lage kommt,
ferner:
/ x'
x tg u sec a d.
x
3) Beispiele für die Rotations
flächen.
Wir geben zunächst Beispiele zur letz
teren einfachen Formel.
Für einen Rotationskegel ist die Er
zeugungslinie eine grade, die wir durch
den Anfangspunkt 0 gehen lassen. Es
ist dann:
()=xtg a,
wo cc der halbe Scheitelwinkel des Ke
gels ist, und :
(9 r — 9)
:=-—-—- tg u sec a (x' a —x 3 ).
U
Für den Cylinder ist die Erzeugungs- V= {&'—9) (x r —x) o.
linie der Rotations - Axe parallel, also j) as Rotationsellipsoid, dessen Rota-
q constant zu nehmen. Es ergibt tions-Axe die grosse Axe X ist, bat
sich : zur Gleichung:
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