294
Kap. V. Quadratur und Rektifikation von Kurven.
der Kurve von x 0 bis x. Diese Bogenlänge s ist eine Funktion
von x und hat die Ableitung:
(6)
Hiermit ist die Formel (1) von Nr. 193 exakt bewiesen.
543. Definition der Bogenlänge einer Eaumkurve.
Genau dasselbe Schlußverfahren läßt sich anwenden, wenn eine
ebene Kurve mittels einer Hilfsveränderlichen t in der Form
x = cp(t), y = t(t)
gegeben ist, wobei cp und if> im Intervalle von t 0 bis T stetige
Ableitungen haben sollen. Wir wollen dies aber sogleich ver
allgemeinern, nämlich eine Rcmmlairve:
x = a(t), y — xif), * —
(1)
ins Auge fassen (vgl. Nr. 251). Dabei sollen cp, im
Intervalle von t 0 bis T stetige Ableitungen haben.
Gehören nämlich zu t 0 und T die Endpunkte C und D
eines Kurvenbogens, so schalten wir von t 0 bis T beliebige
n — 1 Zwischenwerte t lf t 3 , ... t n _ 1 ein, zu denen wie in der
früheren Figur 40, S. 291, n — 1 Kurvenpunkte M x , ...
M n _i gehören, die wir aufeinanderfolgend durch Sehnen ver
binden. Wenn allgemein t einer der Werte, etwa für M k , ist
und zum nächsten Punkte M k+1 der Wert t + dt gehört, ist
die Länge der Polygonseite
(2) (^)'+ g*) +
wo die Wurzeln positiv sein sollen, also M k M k+l positiv oder
negativ gerechnet wird, je nachdem t 0 < T oder ¿ 0 > T ist,
was mit der Festsetzung in Nr. 252 über den Fortschreitungs-
sinn der Kurven im Einklänge steht. Dabei bedeuten dx,
¿ly, dz die Zunahmen der Koordinaten x, y, z, wenn wir
vom Punkte M k zum Punkte M k+1 übergehen. Nach dem
Mittelwertsatze 3 von Nr. 28 ist nun
(p(t+4t) — qp(Q
Jt
dx
dt
= cp'(t + 6 x dt)
wo d t einen positiven echten Bruch bedeutet, und ebenso
542, 543]