102 II. Abschnitt. Flächen in der Form F (x, y, z) = 0.
§ 23. Konfokale Flächen zweiter Ordnung. Elliptische
Koordinaten.
Die bisherigen allgemeinen Untersuchungen sollen in
den folgenden Paragraphen auf ein Beispiel, die Mittel
punktsflächen zweiter Ordnung, angewandt werden. Hierzu
ist es indes zweckmäßig, einige Bemerkungen über kon
fokale Flächen und über elliptische Koordinaten
vorauszuschicken.
Wir betrachten eine Fläche zweiter Ordnung mit der
Gleichung
(i) i = o
und setzen voraus, daß
ist, a>i>e
In (1) geben wir dem Parameter $ alle möglichen
Werte von —oo bis +oo; wir erhalten so zu jedem Para
meterwerte 0' eine Mittelpunktsfläche zweiter Ordnung. Man
nennt die Gesamtheit aller dieser Flächen ein konfokales
Flächensystem, weil jede der drei Symmetralebenen der
Flächen (hier die drei Koordinatenebenen) von dem System (1)
nach einer Schar konfokaler Kegelschnitte*) geschnitten
wird. Wir untersuchen die Arten der Flächen, die in (1)
enthalten sind und unterscheiden zu diesem Zwecke vier
Intervalle, in denen $ liegen kann.
1. Intervall; $ liegt zwischen + oo und —c 2 .
Die Nenner von x 2 , y 2 und z 2 in (1) sind in diesem
ganzen Intervall positiv, die drei Hauptachsen also alle reell.
Alle Flächen des ersten Intervalls sind daher Ellipsoide.
Nähert sich # mehr und mehr dem Wert —c 2 , so wird die
in die X-Achse fallende Hauptachse immer kleiner; die Ellip
soide werden also immer flacher und gehen für d = — c 2
in den von der Ellipse
(2)
x 2 y 2
a 2 — c 2 + h 2 — c 2
z = 0
eingeschlossenen Teil der XF-Ebene über; derselbe ist als
*) Vgl. S. B. VIII. Simon, Analyt. Geom. d. Eb. § 48.