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Kap. VI. Theorie der Maxima und Minima
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Punktes P von den Punkten M der Kurve. — Es mögen a
und b die Koordinaten von P sein, während der laufende
Punkt M der Kurve die Koordinaten x und y habe. Dabei
bedeutet y eine gegebene Funktion von x, da die Kurve vor
liegen soll. Nun wird gefragt, wann die Größe PM 2 , näm
lich
v = 0 — a)* + (y — by,
(1)
ein Maximum oder Minimum hat. Dabei muß beachtet werden,
daß v eine zusammengesetzte Funktion von x allein ist, da y
eine Funktion von x bedeutet. Deshalb ergeben sich die Dif
ferentialquotienten :
- 2 tO -») + (* —
g-2[l +,/'* +(y-%"].
(2)
Wir fordern also zunächst nach Satz 1 von Nr. 142:
x — a + (y - b)y = 0.
Da (y — b):(x — a) der Tangens des Winkels ist, den die Ge
rade PM mit der x-Achse bildet, und y' der Tangens des
Winkels, den die Tangente des Kurvenpunktes M mit der
£-Achse bildet, besagt die Forderung: Der gesuchte Kurven
punkt M muß so liegen, daß PM die Normale des Punktes M
ist. Wird nun M so gewählt, daß PJ\[ die Normale von M
ist, so fragt es sich aber noch, ob wirklich ein Maximum oder
Minimum des Abstandes vorliegt.
Ist zunächst an dieser Stelle M der Kurve y" = 0, so
wird d l v : dx 2 nach (2) positiv, so daß PM ein Minimum des
Abstandes des Punktes P von den Punkten der Kurve ist.
Ist jedoch y" 4= 0, so können wir immer eine Größe Ij so be
stimmen, daß
(3)
1 + y 2 + ü/ — i))*/"= 0
ist. Zu diesem Werte l), aufgefaßt als eine Ordinate, gehört
ein gewisser Punkt C oder (g, ty) der Normale PM. Wenn
nun y" = — (1 -j- y 2 ): (y — tj) in (2) eingesetzt wird, kommt: