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Erster TeiK Differential-Rechnung.
Beispiele. 1) Für die Schraubenlinie erhält man auf Grund
der Gleichungen (4) und der Formeln (6) die Richtungskosinus
der Tangente:
a cos u b
cos y
cos a =
1/a 2 -\-b*
COS ß
\/a- + b-
y« 2 + b 2
der Winkel mit der positiven Richtung der z-Achse ist also
konstant; sein Komplement, d. i. der Neigungswinkel der Tangente
mit der xy-Ebene, wird der Steigungswinkel der Schrauben
linie genannt.
Die Gleichungen der Tangente lauten daun mit Rücksicht
auf (4):
% = rij—y = £ — z m
— y x b ’
für die Spur S (Fig. 99) der Tangente auf der xy-Ebene
ergehen sich hieraus, indem man g = 0 setzt, die Koordinaten;
yz
£ = x -f
rj = y
demnach ist
xz
~b
PS 2 =$-xy + {rj-yy~
a‘u‘
und
PS = au = arc PM n
Der Ort der Tangenten einer Raumkurve ist eine krumme
Fläche und heißt die Tangentenfläche der Kurve. Ihre Spur auf
der iCi/-Ebene ist der Ort der Punkte für die Schrauben
linie ist diese Spur durch die letzte Gleichung als eine Evolvente
jenes Kreises charakterisiert, in welchen sich die Schraubenlinie
auf der xy-Ebene projiziert (159).
2) Bei der in 173, 2) betrachteten Kurve ist
f{x, y, = x 2 + y 2 + z 2 — 4 a 2 ,
F(x, y, z) = x 2 — 2ax + y 2 ,
d(f, F)
d{y, z)
= — 4 yz,
d(f,F)
d(z, x)
= 4 z(x — a),
d(f,F)
= 4 ay,
d{x, y)
und unter beständiger Rücksichtnahme auf die Gleichungen (5)
der Kurve erhält man hieraus:
cos a =
yz
«■j/4a 2 — x 2 ’
cos ß =
z(x — a)
a]/4a 2 — x 2 ’ cos ^