334 Erster Teil. Differential-Rechnung.
zu bestimmen. — Diese Kurve wird als gemeine Zykloide*)
bezeichnet.
Die Gerade XX werde als Abszissenachse und als Ur
sprung derjenige Punkt 0 gewählt, mit welchem bei einem
Rollen des Kreises nach links der Punkt M zum erstenmal
zusammenfällt, so daß
OA = arc MA.
Nimmt man als Parameter den zu dem Bogen MA gehörigen
Zentriwinkel MCA = u — den Rollwinkel —, so drücken sich
die Koordinaten x = OP = OA — MQ, y = PM= AG— QC
durch diesen wie folgt aus:
x = a(u — sinw)
(9') v
v ' y = a( 1 — cosm).
Da x' (u) = a( 1 — cosm) = 2a sin 2 --- positiv, so ist x mit
u beständig wachsend; dagegen wechselt y'(u) = a sin u an
den Stellen u = kit, wenn k eine ganze Zahl bedeutet, sein
Vorzeichen, indem es an den Stellen u = 21c ji vom negativen
zum positiven, an den Stellen u = (2k" -f 1)tc vom positiven
zum negativen übergeht; an den erstgedachten Stellen wird
also y ein Minimum (= 0), an den letztgedachten Stellen ein
Maximum (= 2 a). Vermöge der Periodizität der Funktionen
sin u, cos u besteht die ganze Kurve aus unbeschränkt vielen
gleichen Asten, deren einer erhalten wird, wenn man u das
Intervall (0, 27t) durchlaufen läßt.
Die Gleichung der Tangente im Punkte M ist
sina /t, s
V — y = (6 - X)
2sin* —
oder aber
V — U = cotg y (!-«);
mithin ist MB die Tangente selbst, weil MBA = -- und
tg Q MB = cotg MBA = cotg y ist.
*) Der Name wird auf Galilei (1640), einen der ersten, der die
Kurve untersuchte, zurückgeführt.