72 I. Abschnitt. Untersuchung von Flächen in Parameterform.
Das Linienelement (16) der Rotationsfläche läßt sich
nun auch auf die Form (20) bringen, wenn wir setzen
u 2 = x 2 (r 2 + u 2 ),
(21)
Diese Gleichungen haben folgende Bedeutung: Ist eine
der beiden Flächen, z. B. die Schraubenfläche gegeben, also
(p(r) bekannt, so trage man aus der zweiten Gleichung (21)
r und als Funktionen von u in die dritte Gleichung ein,
dann hat man eine Bestimmungsgleichung für f'{u), aus der f(u),
und damit der Meridian der Rotationsfläche sich durch eine
Quadratur ergibt. Analog verfährt man, wenn die Rotations
fläche gegeben ist. Durch die beiden ersten Gleichungen
sind die Parameter {u, v) der Rotationsfläche den Parametern
(r, v) der Schraubenfläche paarweise zugewiesen, die Flächen
also punktweise aufeinander bezogen. Dabei entsprechen
die Parallelkreise u = konst. den Schraubenlinien r = konst.
Die dritte Gleichung bestimmt also zu einer gegebenen
Schraubenfläche den Meridian der Rotationsfläche durch eine
Quadratur und umgekehrt. Führt man nun mit Hilfe von
(21) in (16) statt der Parameter (u, v) die Parameter (r, v)
ein, so geht das Linienelement (16) der Rotationsfläche in
das Linienelement (20) der Schraubenfläche über. Die
beiden Flächen sind daher nach § 11, Satz 1 aufeinander
abwickelbar.
Da die Gleichung des Meridians noch die willkürliche
Konstante x und außerdem eine Integrationskonstante ent
hält, so gibt es zu jeder Schraubenfläche nicht nur eine,
sondern unendlich viele Rotationsflächen, die auf die Schrauben
fläche und mithin auch aufeinander abwickelbar sind, und
umgekehrt. Wir haben also bewiesen den
Satz 3 (von Bour). Zu jeder Schraubenfläche
existiert ein unendliches System von Rotations
flächen, die auf dieselbe und aufeinander ab
wickelbar sind, und umgekehrt.
Zusatz. Jede Rotationsfläche, sowie jede Schrauben
fläche kann auf unendlich viele Arten so verbogen werden,