76 I- Abschnitt. Untersuchung von Flächen in Parameterform.
geodätischen Linien einer Fläche in den Parametern u und v
auszudrücken. Dieselbe ist nach Bd. I, § 25, (3)
(1)
a dx d 2 x
h dy d 2 y
c dz d 2 z
= 0.
Um diese Gleichung auf die Parameterform zu über
tragen, verfahren wir wie bei den Krümmungslinien: wir
multiplizieren N mit der Determinante A, § 2, Gl. (10).
Unter Berücksichtigung der Gleichungen § 1, (6) und (21),
§ 2, (3) und (9) und der folgenden
V^pidu' + i^dudv + pdv’ + ^dtu + pdtv
du 2 äudv öv 2 du öv
usw. ergibt sich als Differentialgleichung der geodä
tischen Linien
(2)
A N=
Edu-\-Fdv
Fdu-\-Gdv
m du 2 +2 m'dudv-\-m" dv 2 -\-Ed 2 u-\-Fd 2 v
ndu 2 -\- 2n' dudv-\-n" dv 2 -\-Fd 2 u-\- Gd 2 v
Diese Gleichung ist von der zweiten Ordnung und
hängt nur von den Koeffizienten E, F, G des Linienele
ments ab.
Nimmt man auf der Fläche als die Parameterkurven
v = konst. geodätische Linien, und als die Kurven
M = konst. ihre Orthogonaltrajektorien, so erhält das
Linienelement der Fläche eine bemerkenswerte ein
fache Gestalt an, welche für manche Probleme von
Nutzen ist.
Zunächst ist für diesen Fall nach § 1, Satz 1, S. 8
F = 0, also
ds 2 = E du 2 -f- Gdv 2 .
Da ferner die Kurven v = konst. geodätische Linien
sein sollen, muß die Gleichung (2) für dv = 0 befriedigt
sein. Da F=0 ist, ergibt sich als notwendige und hin
reichende Bedingung En= 0, oder nach § 1, (21)
E ist also reine Funktion von u. Bedeutet nun u den
Bogen der geodätischen Linien v = konst., von einer