Sechster Abschnitt. Anwendung der Differential-Rechnung usw. 453
Die Gleichungen der Tangente im Punkte xlyjz sind:
g — x _ 7\ — y _S—z
— yz z{x— a) ay
171. Bogendifferential einer Raumkurve. Die in
150 aufgestellte Definition für die Länge eines ebenen Kurven
bogens läßt sieb auch auf eine Raumkurve ausdebnen. Wir
definieren die Länge eines Bogens M 0 M einer JRaumkurve als
den Grenzwert eines in diesem Bogen von M 0 bis M ver
laufenden Sebnenzuges bei beständig wachsender Zahl der
Sehnen und Abnahme jeder einzelnen gegen die Grenze Null.
Dieser Definition zufolge ist der Differentialquotient der
Funktion s von u, welche die Bogenlänge ausdrückt, der Grenz
wert des Quotienten aus der Sehne MM'=c durch die zu
gehörige Änderung h von u für lim h = 0, d. h. es ist:
denn diese Sehne kann als Seite des Sehnenzuges von M 0 bis
M', also als Änderung der Länge des Sehnenzuges in M 0 M
bei dem Fortschreiten von M zu M' aufgefaßt werden. Führt
man die Division mit h unter der Wurzel aus und vollzieht
dann den Grenzübergang, so ergibt sich
Geschieht die Zählung des Bogens so, daß er mit u zugleich
wächst, so ist die Quadratwurzel positiv zu nehmen.
Daraus erhält man durch Multiplikation mit du das Logen
differential, das, wenn die unabhängige Variable nicht ersicht
lich gemacht wird, die Formel hat:
ds =Ydx i + dy 2 -f- dz 2 .
(9)
Hiermit gestatten die Formeln 170, (6*) für die Rich
tungskosinus der Tangente die Schreibweise:
dz
dx
cos a =» -5— ,
ds 7
(10)
cos y = di
Bei allgemeinen Untersuchungen empfiehlt es sich, der
Einfachheit der Formeln wegen, den von einem festen Punkte