626 Kap. 22. Allgemeine Sätze über dreifache orthogonale Flächensysteme.
Die Gleichungen (1) dienen zur Berechnung der krummlinigen Koor
dinaten eines Punktes, wenn seine Cartesischen Koordinaten bekannt
sind, die Gleichungen (2) im umgekehrten Falle. Es ist klar, daß zur
Einführung eines Systems krummliniger Koordinaten nur die Veränder
lichen x, y, z gleich drei voneinander unabhängigen Funktionen dreier
neuer Veränderlichen p 1; p 2 , p 3 gesetzt zu werden brauchen.
Eine Gleichung zwischen den krummlinigen Koordinaten eines
Punktes:
(3) f (Qi, i>2, i> 3 ) = 0
stellt offenbar eine Fläche dar, deren gewöhnliche Gleichung sich er
gibt, wenn in (3) für p 1? p 2 , p 3 ihre Werte (1) in x, y, z eingesetzt
werden. Zwei Gleichungen von der Form (3) stellen eine Kurve dar.
übrigens ist es öfters zweckmäßig, eine Kurve analytisch in der Weise
zu definieren, daß die krummlinigen Koordinaten q v p 2 , p 3 eines beweg
lichen Punktes der Kurve gleich drei Funktionen eines und desselben
Parameters t gesetzt werden. Denken wir uns eine Kurve in dieser
Weise definiert und bezeichnen wir ihr Linienelement mit ds, so folgt:
ds^^ i d Ql+ lf i d Q2+ §f s d Q3 ) 2 +
+ Qi d ^ + ii d ** + ¡i d **) +
+ ii d v*+§i d ^) •
Setzen wir:
*-2
v ^7 dx dx , ^7 dx dx
n13 =Zj dV* 0* 7
so erhalten wir:
(4) ds 2 = E\dg\ + H\dQ\ + H\dQ 2 + 2h 12 dQ x dQ 2 +
-j- 2/q 3 dQidp 3 -f- 2Ji 2Z dQ 2 dQ z .
Wir bezeichnen diesen Ausdruck als das Quadrat des Linienelements
des Raumes. Dieser Ausdruck ist nichts anderes als die mittels der
Substitution (2) transformierte quadratische Differentialform;
dx 2 -j- dy 2 + dz 2 .
Wir nehmen nun an, daß jede Fläche einer der drei Scharen alle
Flächen der anderen beiden Scharen orthogonal schneide. Die not
wendigen und hinreichenden Bedingungen hierfür sind die Gleichungen:
h\ 2 == 0 > h 13 = 0, /¿23 = 0 •
2&
^12— X?
dx'
ÎV
dx dx
d Qi d