Analytische Kriterien für die Invarianz einer Curve oder Fläche. 251
Diese Bedingung ist nun aber aucb hinreichend. Zum Nachweis
dieser Behauptung deuten wir sie geometrisch. Es soll
sein für alle Punkte der Fläche. Da wir nach den vorangeschickten
Bemerkungen voraussetzen dürfen, dass nicht für alle Punkte der
8 (O c CO 8 CO
8x’ 8y’ 8z
Fläche die Differentialquotienten
gleichzeitig verschwinden,
so sagt diese Gleichung aus, dass entweder £ == 17 = £ = 0 ist für alle
Punkte der Fläche, d. h. alle Punkte der Fläche einzeln invariant
sind (nach § 3) — und dann ist auch die ganze Fläche invariant —,
oder aber dass für einen allgemein gewählten Punkt der Fläche
%, y, t proportional den Richtungscosinus einer Tangente der Fläche
dco 8 co, 8co
8x’ 8y’ 8z
sind proportional den Rich-
in diesem Punkte sind, denn 75—
1 /Iw
tungscosinus der Flächennormale des Punktes. In diesem Palle ent
hält also die Fläche die Richtungen, welche die infinitesimale Trans
formation TJf der Gruppe ihren Punkten zuordnet, und folglich auch
die Bahneurven dieser Punkte (vgl. Satz 4 des § 2). Die Fläche ist
daher von oo 1 Bahneurven erzeugt und invariant.
Also können wir sagen:
Satz 8: Eine Fläche oder Gleichung co {x, y, z) = 0 gestattet alle
Transformationen der von Uf erzeugten eingliedrigen Gruppe des Baumes
dann und nur dann, wenn üco — 0 ist für alle Funkte der Fläche,
resp. Wertsysteme der Gleichung, vorausgesetzt, dass die Gleichung so ge
wählt ist, dass nicht etwa ~—
sämtlich vermöge co = 0 ver
schwinden.
An dieses Kriterium knüpfen wir noch einige Bemerkungen au.
Da hiernach das Verschwinden von Uco vermöge co = 0 eine rein
begriffliche Deutung hat, nämlich die, dass co = 0 eine bei der Gruppe
invariante Fläche ist, und da diese Deutung von der Wahl der Ver
änderlichen und der speciellen analytischen Darstellungsform der Fläche
unabhängig ist, so folgt:
Satz 9: Ist bei einer infinitesimalen Transformation üf in drei
Veränderlichen x, y, z der Ausdruck Uco (x, y,z) — 0 vermöge co (x, y, z) = 0,
so gilt das Entsprechende auch bei Einführung anderer Veränderlicher
und unabhängig von der Darstellungsform der Gleichung co = 0, voraus
gesetzt nur, dass nicht mit co auch die partiellen Differentialquotienten
von co nach den drei Veränderlichen sämtlich verschwinden. Natürlich