§ 26. Die geodätischen Linien der Mittelpunktsflächen etc. 119
geodätische Linie in unendlich vielen Windungen (cp = oc,
s — oo) dem Parallelkreis r — r 0 asymptotisch.
Man erkennt dieses Verhalten am besten an den Bei
spielen des Rotationskegels und des Rotationshyperboloids,
dessen Kehlkreisradius r 0 ist.
§ 26. Die geodätischen Linien der Mittelpunktsiiäclien
zweiter Ordnung.
Im vorigen Paragraphen wurde die kürzeste Linie, welche
zwei Punkte auf einer Fläche verbindet, als eine geodätische
Linie bezeichnet. Für die Ebene sind die geodätischen
Linien lauter Geraden; es entsprechen also die geodätischen
Linien einer Fläche in gewissem Sinne den Geraden der
Ebene. Besonders anschaulich tritt dies bei den Mittel
punktsflächen zweiter Ordnung zu Tage; es besteht nämlich
eine vollständige Analogie zwischen den Brennstrahlen,
die einen Punkt eines Kegelschnitts mit den Brenn
punkten verbinden, und den geodätischen Linien auf
einer Mittelpunktsfläche zweiter Ordnung, welche einen
Punkt einer Krümmungslinie mit zwei Kreispunkten
der Fläche verbinden, derart, daß die fundamentalen Sätze,
die für den ersten Fall gelten, sich direkt auf den zweiten
übertragen lassen.
Ehe wir auf die geodätischen Linien durch die Kreis
punkte näher eingehen, betrachten wir zunächst allgemein
die geodätischen Linien der Mittelpunktsflächen zweiter
Ordnung.
Um die Differentialgleichung derselben aufzustellen, be
nutzen wir- § 25, Gl. (4) und setzen die rechte Seite =0;
wir erhalten so
(1) Ld 2 s -{- ds^dacl 2 x = 0.
Nach § 25, (4) ist dies zugleich die Differentialgleichung
der Krümmungslinien; die folgenden Entwicklungen gelten
daher zunächst für beide Arten von Linien. Wir führen
nun in (1) statt a, h, c die partiellen Ableitungen von F (x, y, z)
nach x, y, z ein.
Aus § 21, (13)—(16) folgt
L = —¿L da dx — — dF x dx.
(2)