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Kap. IX. Theorie der Raumkurven und Flächen
d. h. die Polar fläche ist der Zylinder, dessen senkrechter Quer
schnitt die Evolute ist. Die Polarfläche hat, weil sie in einen
Zylinder ausartet, keine Gratlinie, vgl. Nr. 281.
290. Planevolventen. Ist eine Kurve im Raume ge
geben, so kann man sich fragen, ob sie die Gratlinie der Polar
fläche einer andern Kurve sein kann. Nach der Definition in
Nr. 284 hat man zu fordern, daß die Schmiegungsebenen der
gegebenen Kurve die Normalebenen der gesuchten Kurve werden,
d. h. die gesuchten Kurven sind die orthogonalen Trajektorien der
Schmiegungsebenen der gegebenen Kurve. Man nennt sie die
Planevolventen der gegebenen Kurve, diese selbst die zuge
hörige Planevolute. Die Gratlinie der Polarfläche einer Kurve
ist also die Planevolute der Kurve.
Die Bestimmung der Planevolventen einer gegebenen Kurve
kann in folgender Weise durchgeführt werden: Wir wollen
bei der gegebenen Kurve die gebräuchlichen Bezeichnungen
x,y,z\ cc, ß, y; l, m, n- A, g, v und R für die Koordinaten, die
Richtungskosinus der Kanten des begleitenden Dreikants und
den Krümmungsradius benutzen. Dagegen seien |, g, £ die
Koordinaten des in der Schmiegungsebene des Punktes M
oder {cc, y, z) gelegenen Punktes der gesuchten Planevolvente.
Zunächst muß sein:
A(£ — x) + g{rj — y) + v(g — ¿0 = 0.
Die Größen
X=a(£— x ) + ß(rj—y) + y(£—z), Y=l(£-x) + m(ri—y)+n(t-z)
sind die Koordinaten des Punktes (£, i], £) in demjenigen Achsen
kreuze, das in der Schmiegungsebene von der positiven Tangente
und Hauptnormale von M gebildet wird. Die Auflösung aller
drei Gleichungen gibt nach Nr. 264:
(1) l=x-\-aX-\-IY, rj=y-\-ßX+mY, £=0+yX-\-nY.
Da die Planevolvente die Schmiegungsebene senkrecht schneiden
soll, handelt es sich nun darum, die Funktionen X und Y so
zu bestimmen, daß
(2) ud\ -f ßdg -J- ydt, = 0, ld\ -f- 7ndrj -f- ndt, = 0
wird. Aus (1) aber folgt nach (1) in Nr. 259 und nach (4)
und (3) in Nr. 272, wenn wir die Bogenlänge 0 der sphärischen
*89, *90]