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Erster Teil. Differential-Rechnung.
Alle Normalebenen gehen hier also durch einen festen Punkt,
den Mittelpunkt der Kugel, eine Beziehung, die für jede sphä
rische Raumkurve zurecht besteht.
177. Die erste Krümmung oder Flexion. Wenn eine
Gerade, in welcher eine Richtung als positiv gewählt ist, eine
Bewegung in der Ebene ausführt, so ist die Größe der dabei
vollzogenen Drehung durch die Endlagen der Geraden be
stimmt*); ihr Maß ist der Winkel der positiven Richtungen
dieser Endlagen.
Bei einer Bewegung der Geraden im Raume reicht die
Kenntnis der Endlagen nicht aus. Um hier die Größe der
Drehung zu messen, kann man sich einer Kugel bedienen; ein
aus dem Mittelpunkte derselben parallel zur positiven Richtung
der Geraden gezogener Halbstrahl vollführt dieselbe Drehung
und beschreibt auf der Kugeloberfläche einen Kurvenbogen;
die Länge dieses Bogens, gemessen durch den Halbmesser der
Kugel, welcher also als Längeneinheit dient, ist das natürliche
Maß für die Größe der räumlichen Drehung der Geraden.
Diese von Gauß eingeführte Betrachtungsweise wenden
wir auf die Tangenten einer Raumkurve M 0 C (Fig. 101) an.
Die Kurve welche der Parallelstrahl 0% zur positiven
Fig. ioi. Tangentenrichtung MT auf der
' Kugeloberfläche beschreibt, wird
die sphärische Indikatrix der Tan
genten genannt und bildet eine in
der beschriebenen Weise erzeugte
sphärische Abbildung der Raum
kurve selbst.
Setzt man
M 0 M = s,
% 0 %
MM'= As
%%'= Ar,
und bezeichnet mit u, u -f- h die Parameterwerte der Punkte
M, M', durch welche zugleich auch die Punkte %, ST bestimmt
sind, so ist . ,
lim -j- =
A = 0 ]l du
*) Wenigstens bis auf etwaige volle Umdrehungen und wenn die
Drehung fortwährend in einem Sinne erfolgt.