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Kap. IX. Theorie der liaumkurven und Flächen
Ax + By + Ce + D — 0
mit konstanten Koeffizienten A, B, C, T) besteht, von denen
A, B, C nicht sämtlich gleich Null sind.
Diese Determinante wird uns im dritten Bande abermals
begegnen. Dort soll ein rein analytischer Beweis für den Satz 7
gebracht werden.
276. Die Schmiegungskugel. Unter allen Kugeln, die
durch einen Punkt 31 oder (x, y, z) einer Kurve gehen, wird
es eine geben, die mit der Kurve in 31 eine Berührung von
höchster Ordnung eingeht. Da die allgemeine Gleichung einer
Kugel vier willkürliche Konstanten enthält, ist nach Nr. 267 zu
erwarten, daß die höchste Ordnung der Berührung die dritte sein
wird. Dies ist, wie wir sogleich sehen werden, in der Tat der
Fall. Die oskulierende Kugel heißt die Schmiegungskugel des
Punktes 31 der Raumkurve, ihr Radius der Schmiegungsradius.
Eine Kugel hat die Gleichung:
wenn x, y, z die Koordinaten ihrer Mitte sind, ihr Radius
ist und £, t), i laufende Koordinaten bedeuten. Nach dem in
Nr. 266 gegebenen Verfahren setzen wir als erste Bedingung an:
(1) F = (x — x) 2 -f (y — y) 2 -f {z — z) 2 — 9t 2 = 0.
Die Gleichungen (11), (12) und (13) jener Nummer geben die
drei übrigen Bedingungen für eine Berührung in mindestens
dritter Ordnung:
(2) {x—x)x + (y-y)y' -f (*—*)/ = 0,
{x—x)x" + (y—y)y" + {z—z)z" + X 2 + y 2 + z 2 = 0,
(x—x)x"+ (jy—y)y"'+ (z—z)z"'+ 3(s'x" + y’y"+ zz") = 0.
Benutzen wir die Bogenlänge s der Kurve als unabhängige Ver
änderliche, so ist x' 2 -}- y 2 + z 2 = 1, also xx" -f- y'y" + //'= 0,
so daß die beiden letzten Gleichungen die Form annehmen:
(3) I ~ x)x" + (y — y)y" +(e — z)z" = - 1,
i (x — x)x" + (y — y)y" + {z — z)z" = 0.
Sobald für den betrachteten Kurvenpunkt 31 die Torsion 1 : T
nicht verschwindet, ist die Determinante der drei in x — x,y—y,
z — z linearen Gleichungen (2) und (3) nach (6) in Nr. 271
von Null verschieden und zwar gleich — 1 : TB 2 , so daß sich
275, 276]