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V. Metrische Geometrie.
Für den dritten Fall, in welchem keine uneigentlichen Punkte
existieren, konstruiert man eine Geometrie von der verlangten Be
schaffenheit wie folgt. In einer Euklidischen Ebene, deren Punkte
alle eigentlich heißen mögen, werde Winkelgleichheit im gewöhnlichen
Sinne verstanden, Strecken sollen dagegen gleich heißen, wenn sie von
einem bestimmten Punkte 0 außerhalb der Ebene aus unter gleichen
Winkeln gesehen werden. Dann gelten offenbar alle Kongruenzgrund
sätze mit Ausnahme von 11, da kongruente Dreiecke einer Kugel um
0 von 0 aus im allgemeinen nicht in ähnliche Dreiecke einer Ebene
projiziert werden. Der Satz von der Geraden als kürzester gilt, mit der
in 58 bemerkten Einschränkung, da er auf der Kugeloberfläche gilt.
74. In bezug auf das Abtragen von Strecken ist eine Geometrie
vollkommen durch die Beschaffenheit der zu jedem Punkte gehörigen
Eichovale charakterisiert. Jedes Eichoval ist, wenn man an der ein
deutigen Möglichkeit des Streckenabtragens festhält, so beschaffen,
daß es jede Gerade seines
Mittelpunktes in genau zwei
Punkten schneidet. Zwei
Radien AB, AB' eines Eich
ovals heißen gleich; zwei
Strecken AB, CB heißen
gleich, wenn sie bzw. AB',
CD' gleich und ABA CB'
gleiche Strecken einer Ge
raden [MG] sind, d. h. wenn
(z. B.) AC, B'D' denselben
Mittelpunkt haben. Die Exi
stenz eines Mittelpunktes ergibt sich aus Stetigkeitsbetrachtungen.
Damit der Satz von der Geraden als kürzester gilt, ist offenbar not
wendig und hinreichend, daß erstens die Zentrale zweier sich schnei
denden Eichovale durch das innerhalb beider liegende Ebenenstück
hindurchgeht, und daß zweitens beiderseits
derselben nur je ein Schnittpunkt liegt. Wäre
die erste Bedingung nicht erfüllt, so wäre
(s. die erste Fig.) z. B.
AC + CB = AD + EB = AB- BE < AB.
Wäre die zweite Bedingung nicht erfüllt, so wäre z. B. (s. die zweite
Fig.) E zwischen B, C und B zwischen A, E, also:
AC+ CB = AD + DB<AB + DE + EB,
<AE + EB<AC+CE+EB, <AC+CB.