§ 45. Übungsaufgaben zu Abschnitt II.
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19) Besitzt eine auf einer Regelfläche gezogene Kurve
zwei der drei folgenden Eigenschaften a) geodätische Linie,
b) Striktionslinie zu sein, c) die Erzeugenden unter kon
stantem Winkel zu schneiden, so besitzt sie auch die
dritte (31).
20) Man bringe das Linienelement einer Regelfläche
auf die Form ds 2 = du 2 -j- \(u — a 2 ) -j- ß 2 ] dv 2 , wo die Kurven
v = konst. die Erzeugenden und a, ß Funktionen von v
allein sind. Man zeige, daß u= a die Gleichung der Strik
tionslinie ist. Bezeichnet man ferner den Winkel, den die
Tangentenebene im Mittelpunkt u = a einer Erzeugenden v
mit der Tangentenebene im Punkte u derselben Erzeugenden
bildet mit op, so ist tg cp
(Chasles) (31 f.).
21) Jede Ebene durch eine Erzeugende einer Regel
fläche berührt die Fläche in einem Punkte P 1 der Erzeu
genden und steht in einem Punkte P 2 dieser auf der Fläche
senkrecht. Dreht sich diese Ebene um die Erzeugende, so
geben T\ und P 2 eine Involution, deren Centrum der Mittel
punkt ist (mit Hilfe von 20). Geometrisch zeigt man dies
leicht so: durch drei konsekutive FJächenerzeugende g 1 , g 2 , g ?>
ist ein Hyperboloid bestimmt, das längs g 2 mit der Fläche
offenbar alle Tangentenebenen gemein hat. Nun gilt der
Satz, wie leicht gezeigt wird, für jedes Hyperboloid, also
auch für die Fläche.
22) Man berechne für das Linienelement in Aufgabe (20)
ß2
das Krümmungsmaß Je. Man erhält so Jc=~r, —-———
[(« —a) 2 + /F] 2 .
Hieraus folgert man, daß das Krümmungsmaß längs jeder
Erzeugenden, für die ß^O ist, im Mittelpunkt sein Maxi
mum hat und der Null sich nähert, je weiter man sich vom
Mittelpunkt entfernt.
23) Die Striktionslinie einer jeden Schar der Erzeugen
den eines hyperbolischen Paraboloids ist eine Parabel (31).
24) Man suche alle Regelflächen, die sich auf die
Schraubenfläche x = u cos
y = u sin -, z -
v abwickeln
lassen. Man zeige, daß die Erzeugenden der verbogenen
Fläche stets die Binormalen einer Kurve mit der konstanten