§ 15. Linien- und Flächenelemente, Tangentialebene, etc. 65
Es ist also
(18) dJ= sin (ds 1} ds 2 ) ds 1 ds 2 ,
wobei die Werte aus (15) und (7) einzutragen sind.
Wie wir gesehen haben, gehen durch jeden Flächen
punkt unendlich viele Tangenten. Den geometrischen Ort
derselben erhält man, wenn man in (11) für die Richtungs
kosinus a, ß, y die ihnen proportionalen Werte aus den
Tangentengleichungen (10) einträgt; es ergibt sich
(19) {X-x)F 1 + {Y-y)F 2 + {Z-z)F, = 0.
Dies ist offenbar die Gleichung einer Ebene, wir haben also
Satz 1. Alle Tangenten der Fläche F{x,y,z) = 0
in einem Punkt P{x,y,z) liegen in einer Ebene; diese
Ebene heißt die Tangentialebene (Tangentenebene,
Berührungsebene) der Fläche im Punkt P*); sie ist
durch Gleichung (19) gegeben.
Da in der Tangentialebene offenbar auch alle durch P
gehenden Linien elemente und damit alle Nachbarpunkte des
Punktes P liegen, so ist sie als erste Annäherungsfläche
zu bezeichnen.
Anmerkung. Es kann für spezielle Punkte einer Fläche
F(x, y, z) = 0 die Gleichung (19) der Tangentialebene dadurch illu
sorisch werden, daß für einen solchen Punkt F u und F s ver
schwinden. Solche Punkte heißen singuläre. Ohne auf sie
näher einzugehen, bemerken wir hier, daß für einen solchen
Punkt die erste Annäherungsfiäche nicht eine Ebene, sondern im
allgemeinen ein Kegel zweiter Ordnung ist. Denn in diesem
Fall tritt an die Stelle von (4) die Gleichung
F n dx 2 F 22 dy 2 -\- F 3Z dz 2 -{-2 F 23 dy dz-\-2F 3l dz dx-\-2F i2 dxdy— 0.
Hieraus folgt nach (9) und (10) als geometrischer Ort für die
Tangenten
F u (X - x) 2 + F 22 (Y-y) 2 + F 3S (Z-z) 2
T* 2 F 23 (Y— y) (Z — ¿0 + 2 F 3i (Z-z)(X-x)
+ 2F i2 (X — x)(Y—y) = 0,
. h. ein Kegel zweiter Ordnung.
Durch die Tangentialebene ist zugleich die Normale
der Fläche bestimmt, d. h. die Gerade {PN in Fig. 8), die
in P auf der Tangentialebene senkrecht steht. Bezeichnet
*) In Fig. 8 mit T bezeichnet.
Kommereil, Theorie der Eaumkurven. I.
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