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Kapitel 12, § 5, Kapitel 13.
Schrauben
flächen.
Infinit.
Spiraltrans
formation.
Spiral
flächen.
Offenbar führt dieselbe jede Ebene wieder in eine Ebene über. Wir
fanden im 1. Beispiel zu Theorem 19 (in § 3), dass bei der von TJf
erzeugten eingliedrigen Gruppe alle Schraubenflächen von gewisser con
stanter Steigung invariant bleiben, alle Flächen also, welche durch
Yerschraubung einer beliebigen starr gedachten Curve längs der #-Axe
entstehen. Da die Schraubungen projectiv sind, so gilt für die Haupt-
taugentencurven dieser Flächen dasselbe Raisonnement, wie früher für
die Flächen s — x ö if(x~P • y a ), d. h.:
Die Haupttangentencurven einer Schraubenfläche lassen sich durch
Quadraturen bestimmen.
Dies lässt sich auch so einsehen: Die Schraubungen längs der
£-Axe sind sogenannte JBezvegungen des Raumes, d. h. bei ihnen be
wegen sich alle Punkte so, als ob sie starr mit einander verbunden
wären. (Ygl. § 4 des 1. Kapitels.) Wenn eine Fläche bei diesen
Schraubungen invariant bleibt, so gestattet sie eine Bewegung in sich
und bei einer solchen müssen natürlich die Haupttangentencurven unter
einander vertauscht werden. Dasselbe gilt aber offenbar auch von den
Krümmungslinien und den Minimalcurven der Schraubenfläche. Also
gestatten die Differentialgleichungen dieser drei Curvenscharen, wenn
sie in x und y allein geschrieben werden, die infinitesimale Trans
formation
df . df
Vf— — y ~~ -f- x •
Ihre Integration verlangt demnach nur Quadraturen.
Die Haupttangentencurven, Krümmungslinien wnd Minimalcurven
einer Schraubenfläche lassen sich durch Quadraturen bestimmen.
Wir erinnern, um eine ähnliche geometrische Anwendung zu geben,
an die im 4. Beispiel zu Theorem 18 (in § 3) betrachtete infinitesimale
Ähnlichheitstransformation in weiterem Sinne oder Spiraltransformation:
üf= (y + xx) + (— X + jiy) y- -f-
Man kann sie in der Weise herstellen, dass man eine unendlich kleine
Rotation um die #-Axe und gleichzeitig (oder darauf, was bei unend
lich kleinen Änderungen gleichgültig ist) eine unendlich kleine Ähn
lichkeitstransformation (ähnliche Yergrösserung oder Yerkleinerung)
vom Anfangspunkte aus ausführt. Die Flächen, welche bei der Spiral-
transformatioQ üf invariant bleiben, nennen wir Spiralflächen*') insofern
*) In den Math. Ann. Bd. 5 bemerkt Lie gelegentlich, dass auf Flächen,
die eine infinitesimale projective Transformation gestatten, welche den imaginären
Kugelkreis in Ruhe lässt, sich die Krümmungslinien sowie die Haupttangenten
curven bestimmen lassen. Gleichzeitig führte er die Bestimmung ihrer geodätischen