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Erster Teil. Differential-Rechnung.
Die letzten Bemerkungen zeigen, daß die längs einer geo
dätischen Linie G umschriebene Developpable zugleich deren
rektifizierende Developpable ist.
Sie heiße für den Augenblick D. Da die Oskulations-
ebene von G in einem Punkte M senkrecht ist auf der Tan
gentialebene von D in diesem Punkte, so spielt G auf der
Fläche D ebenfalls die Rolle einer geodätischen Linie.
Daraus folgt der Satz; Eine geodätische Linie G auf einer
Fläche F ist auch geodätische Linie auf jener Developpabeln,
welche F längs G umschrieben ist.
Zur Erläuterung diene das folgende einfache Beispiel.
Auf einer Kugel ist jeder größte Kreis eine geodätische Linie;
denn die (Haupt-)Normalen eines solchen sind zugleich Nor
malen der Kugel. Die der Kugel längs eines solchen Kreises
umschriebene Developpable ist der die Kugel in diesem Kreise
berührende Zylinder; und auch für diesen Zylinder ist der
Kreis geodätische Linie, weil seine Normalen zugleich Nor
malen des Zylinders sind.
222. Kürzeste Linien. Die kürzeste Verbindungslinie
zweier Punkte auf einer krummen Fläche ist eine geodätische
Linie dieser Fläche.
Um dies zu erweisen*), nehmen wir an, zwei Punkte
A, B auf der Fläche seien durch eine in der Fläche verlaufende
Linie verbunden, welche unter allen genügend benachbarten
die kürzeste ist. M sei ein Punkt dieser Linie, MT die zu
gehörige Tangente; durch diese legen wir einen beliebigen
Schnitt; sein Neigungswinkel gegen die Normale der Fläche
in M sei 6. Auf dem Schnitte mögen nun zu beiden Seiten
von M und sehr nahe daran zwei Punkte, M', M", angenommen
werden derart, daß die Sehnen MM' und MM" gleiche Länge
c haben; dann können auch die Bögen MM', MM" als gleich
und als einem Kreise angehörend betrachtet werden, der den
Krümmungshalbmesser q des betreffenden Schnittes in M
zum Radius hat; bezeichnet schließlich t den Zentriwinkel,
*) Ein zweiter Beweis dieses Satzes wird in der Variationsrechnung
gegeben werden.