T
§ 26. Die geodätischen Linien der Mittelpunktsfiächen etc. 123
erhält man die Gleichung der geodätischen Linien auf
dem Ellipsoid.
Anmerkung. Eigentlich sollte man, da ja (9) für geo
dätische wie für Krümmungslinien gilt, in (15) als Integral auch
die Krümmungslinien erwarten; d. h. (15) sollte für ft — konst. und
v — konst. befriedigt sein. Dies ist aber auch der Fall, und zwar
sind die Krümmungslinien singuläre Integrale. In der Tat ist
(15) für fi = — c,, d fi = 0 und ebenso für v = — c,, dv = 0 erfüllt.
Weiter unten (Satz 2) wird sich ergeben, daß alle geodätischen
Linien mit derselben Konstanten c, dieselbe Krümmungslinie be
rühren: die Krümmungslinien erscheinen so als Enveloppen der
geodätischen Linien.
Um das durch (12) und (15) bestimmte Linienelement
der geodätischen Linien in eine geeignete Form zu bringen,
bezeichnen wir die linke (und damit auch die rechte) Seite
von (15) mit p. Drückt man dann
fidfi 2
und
’dv 1
durch p
M N
aus und setzt die gefundenen Werte in (12) ein, so folgt
2 ds = p {¡x — v),
wofür man auch schreiben kann
2 ds = p (¡x -j- c^) — p (v -j- CjJ.
Setzt man nun für p das eine Mal die linke, das andre
Mal die rechte Seite von (15) ein, so erhält man für das
Linienelement der geodätischen Linien
(16)
2 ds = d/n
hi (ji — C x
M
dv
Mv + cJ
N
Dabei entsprechen sich die Zeichen in (15) und (16).
Damit (16) einen reellen Wert für ds gibt, muß die willkür
liche Konstante c x zwischen bestimmten Grenzen liegen. Da u
und v nach § 23, S. 105 stets negative Größen sind, und da
/u zwischen — c 2 und — b 2 , v zwischen — b 2 und — a 2 liegt,
so ist nach (11) M stets negativ, N stets positiv. Aus (16)
folgt daher, daß c x eine positive Größe und zwischen den
absoluten Werten von ju und v liegen muß, d. h. es muß
a 2 > c x > c 2
c x muß im Intervall von fi oder dem von v
(17)
sein oder
liegen.
Die Konstante c x hat eine einfache geometrische Be
deutung, die sich ergibt, wenn wir die Bedingung dafür