§ 24. Die Formeln von Monge und Weierstraß. 127
(3)
dudv ’ dudv ’ dudv
d 2 x d 2 y n d 2 z
r ^ = U, -W ^ == U ? TT
Diese lassen sich aber sofort integrieren in der Form
(4) x=U 1 + V 1 , y=U 2 + V 2 , *-Z7 3 + F„
wo U v U 2 , U 3 Funktionen nur von u, V x , V 2 , V 3 Funk
tionen nur von v bedeuten. Wegen F — (4=0 müssen diese
willkürlichen Funktionen den Gleichungen
(5) uf + m 1 + Vf = 0, Fi 2 + Ff +rt = 0
Die Formeln (4) und (5) sind die von Monge ge
gebenen und bestimmen die allgemeinste Minimalfläche.
Sie gestatten eine hübsche geometrische Deutung [eine
andere geometrische Deutung ist in Aufgabe (6) enthalten],
die uns sofort die Formeln von Weierstraß geben wird.
Wir setzen nämlich
fr — < ^U 1 , — 2 U 2 , £i — 2 ü ?> ,
i 2 = 2 V 2 , % = 2 7 2 , C 3 = 27 3J
(6)
(V
und definieren durch (6) und (7) zwei Raumkurven T[ und
F 2 , die wegen (5) und Bd. I, § 13, (16) Minimalkurven
sind. Aus (4) folgt nun mit (6) und (7) für die Minimalfläche
(8) # = i(£i + £2); V = i + £ 2 )>
Die Minimalfläche (4) ist daher der Ort der
Mitten aller Sehnen, welche einen beliebigen Punkt
von F x miteinem beliebigen Punkt von F 2 verbinden.
Die beiden Minimalkurven F x , und F 2 und zwar die
allgemeinsten, haben nun aber nach Bd. I, § 13, (18) zu
Gleichungen
ëi= j( 1 — u 2 ) F(u) du, £ 2 =y(l — v 2 ) <P(v) dv,
(9) f] ± = ij(l + u 2 ) F(u) du, y 2 = —ij(l +^ 2 ) &{v)dv,*)
£1 = 2 juF(u) du,
£ 2 = 2 jv <&(v) dv,
wo F{u) und F(v) willkürliche Funktionen von u bezw. v sind.
*) Es wurde hier statt -\-i — i gesetzt, was offenbar gestattet
ist. Es ergibt sich so die Bedingung für reelle Minimalflächen
besonders einfach.