§ 4. Rektifikation einiger Kurven mittels elliptischer Integrale. 313
[555, 556
Daher lassen sich ebensolche Schlüsse wie in voriger Nummer
machen.
Für G3=\jt ist s -f- 6 der Bogen eines Quadranten der
Cassinischen Kurve. Alsdann ist cp nach (4) gleich ~jr, so daß
(9) 5 = 46^(sin a)
den gesamten Umfang der Kurve angibt.
556. Andere Verallgemeinerung der Lemniskate.
Daß nicht nur die Lemniskate, sondern allgemeiner jede Cassi-
nische Kurve mittels elliptischer Integrale rektifizierbar ist,
erkannte A. Serret. Von ihm rührt die Entdeckung einer aus
gedehnten anderen Familie von Kurven her, die als speziellen
Fall die Lemniskate enthält, und bei der die Rektifikation in
entsprechenderWeise zu elliptischen Integralen führt. Die ein
fachsten Kurven von dieser neuen Art lassen sich geometrisch
wie folgt definieren:
Es seien OP=a und PM=b zwei gegebene und in P
gegeneinander bewegliche Strecken; der Endpunkt 0 sei fest. Per
Punkt M soll sich so bewegen, daß seine
Tangente beständig durch den sich zu
gleich mit M verändernden Mittelpunkt
K desjenigen Kreises geht, der dem be-
iveglichen Dreiecke OPM umschrieben ist.
Siehe Fig. 45.
Wir wählen 0 zum Anfangspunkte
und benutzen für den Kurvenpunkt M
sowohl rechtwinklige Koordinaten x, y
als auch die zugehörigen Polarkoordinaten
co, q. Als unabhängige Veränderliche wollen
wir den Winkel cp
wählen, den das bewegliche Dreieck OPM an der festen Ecke
0 hat. Dann ist
(i)
q 2 + a 2 — 2 p a cos cp = b 2 ,
d. h.
(2)
q = a cos cp -f- b Acp.
wenn
(3)
A cp =j/l — |iSin 2 <p
gesetzt wird.
Diese Wurzel kann sowohl
positiv als auch
negativ sein.
Ferner ist x — q cos co und y =
= q sin ö, während