Erweiterung einer eingliedr. Gruppe von Punkttransformationen d. Ebene. 269
geometrisch so hersteilen: Ein Linienelement, bestehend aus p und
einer beliebig gewählten hindurchgehenden Richtung g, wird durch
die erweiterte Transformation T a ' in ein Linienelement, bestehend aus
p x und einer gewissen durch p x gehenden Richtung g x , transformiert.
Um diese Richtung g x zu construieren, nehmen wir auf g einen dem
Punkte p unendlich benachbarten Punkt q an. Er wird durch T a in
einen dem Punkte p x unendlich benachbarten Punkt q x auf der ge
suchten Richtung g x übergeführt, und
g x kann hiernach bestimmt werden. Sei
nun T ai eine zweite Transformation der
gegebenen Gruppe, welche wir nach T a
ausführen. Sie bringt p x und q x in
neue einander unendlich benachbarte
Lagen p 2 , q 2 und die zu T Ul gehörige
erweiterte Transformation T a ' führt dem
nach das Linienelement (p x , g x ) in das
Linienelement (p 2 , g 2 ) über, dessen Rich
tung g 2 die von p 2 nach q 2 ist. (Fig. 25.)
Da nun T a T ai = T(a, ai ), 6. h, äquivalent einer anderen Transformation
der vorgelegten Gruppe ist, so wird die Punkte p, q direct
nach p 2) q 2 führen. Die aus T( a ,ao erweiterte Transformation T{ a>ai )
muss deshalb notwendig das Linienelement (p, g) in das Linien
element (p 2 ,g 2 ) überführen. Dies gilt für alle Linienelemente {p, g)
der Ebene, und so folgt, dass mit
Mg. 25.
auch
ist, was zu beweisen war.
T T
J-a-Ldi
T' T '
T (
(a,«,)
TL
(«, %)
1. Beispiel: Yorgelegt sei die eingliedrige Gruppe von Ähnlich
keitstransformationen :
x t = ax, y x = ay.
Die erweiterten Transformationen
x x = ax, y x — ay, y x = y
bilden offenbar ebenfalls eine eingliedrige Gruppe.
2. Beispiel: Yorgelegt sei die eingliedrige Gruppe von Rotationen
um den Anfangspunkt:
x t = x cos a — y sin a, y x = x sin cc y cos cc.
Die erweiterten Transformationen sind hier (vgl. 2. Beispiel des § 1):
Beispiele.