§ 161. Die bei unendlich kleinen Verbiegungen assoziierten Flächen. 299
§ 161. Die bei einer unendlich kleinen Verbiegung assoziierten
Flächen.
Um die charakteristische geometrische Beziehung zwischen zwei
solchen Flächen 8 und S 0 zu erkennen, bemerken wir, daß, wenn wir
sie einander Punkt für Punkt durch Parallelisraus der Normalen ent
sprechen lassen und wenn wir mit
Ddv? + 2D'dudv + D"dv 2 ,
D 0 du 2 + 2D 0 'dudv + D 0 "dv 2
(a)
bezüglich die beiden zweiten Grundformen von 8 und S 0 bezeichnen
und dabei berücksichtigen, daß
— -P 0 = <Pn + e< P> — = <Pn + f<P> ~ Do" = <Pm + 9<P
ist, die Gleichung (8) in die folgende übergeht:
D"D 0 + DD 0 " - 2D'D 0 ' = 0.
(8*)
Sie besagt, daß die simultane Invariante dieser beiden Differentialformen
gleich Null ist. Geometrisch ausgedrückt heißt dieses, daß den Haupt
tangentenkurven auf der einen Fläche ein konjugiertes System auf der
anderen entspricht, wie man auf Grund der Invarianteneigenschaft der
Gleichung (8*) sofort daraus ersieht, daß, wenn D = D" — 0 ist,
JD 0 ' = 0 folgt.
Wenn sich umgekehrt die beiden Flächen 8 und S 0 durch Paralle
lismus der Normalen in der Weise entsprechen, daß den Haupttangenten
kurven auf der einen ein konjugiertes System auf der anderen entspricht,
so ist infolge der Gleichung (8) oder der äquivalenten (7*) sofort klar,
daß der Abstand eines festen Raumpunktes von der Tangentialebene der
einen die charakteristische Funktion für eine unendlich kleine Ver
biegung der anderen ist. Wir sagen dann, daß die Flächen S, S 0 ein
Paar assoziierte Flächen sind.
Wir sehen uuu, daß, wenn von zwei assoziierten Flächen die eine
ein positives Krümmungsmaß besitzt, die andere sicherlich ein negatives
hat, wie aus der Gleichung (8) hervorgeht, denn wird darin z. B.
D r == 0 angenommen und D, D" dasselbe Vorzeichen beigelegt, so
folgt daraus, daß D 0 und D 0 " entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Dagegen kann einer Fläche mit negativem Krümmungsmaß sowohl eine
solche mit negativem wie mit positivem Krüramungsmaß assoziiert sein.
Eine der beiden assoziierten Flächen 8, S 0 wenigstens besitzt demnach
reelle Haupttangentenkurven, nehmen wir z. B. an, die Fläche S 0 .
Wir wählen dann als Parameterlinien u, v auf S 0 die Haupttangenten
kurven, denen auf 8 ein konjugiertes System entspricht. Aus den