322 Analytische Geometrie des Raumes. § 1. Der Koordinatenbegriff.
woraus
Daraus berechnet sich (116)
sin 2 £o = l — (cos cq cos a 2 + cos ß 1 cos ß 2 + cosy x cos y 2 ) 2
= (cOS 2 ^ + COS 2 ß 1 4- COS 2 ^j) (cos 2 a 2 + COS 2 /3 2 + COS 2 7 2 )
— (cOSKj cos cc 2 + COS/3 2 COSjS 2 4" COSJ'jl cosy 2 ) 2
= (COS cosy 2 — cosß 2 COS^) 2 4- (C0S7! cos a 2 — cos y 2 cosaj 2
4- (COSC^ COS/lg — c °Sor 2 COS/3i) 2 7
sin CO =
1/(008/3! cos y 2 — cos ß 2 cos yß) 2 4* (cos y^ cosa 2 — cosy 2 cosoc 1 ) 2 4-(cosa 1 cos/3 2 — cosagcos^) 2 , (2)
die Wurzel positiv genommen, weil co unter allen Umständen hohl ist.
Aus (1) ergibt sich die Bedingung für das Senkrechtstehen:
cos cos a 2 4- cos ß 1 cos ß 2 -f cos y 1 cos y 2 = 0, (3)
aus (2) die für den Parallelismus:
_ cos ß 1 _ _ cos 7l #
cos cq
cos
| M
v •
w ;
a
X
cos ß. 2 cos 5
sind die Geraden auch gleich gerichtet, so haben die drei Quotienten
den Wert 1, im andern Falle den Wert — 1.
222. Räumliche Polarkoordinaten. Die Lage eines Punktes
im Raume kann in bezug auf ein recht
winkliges Koordinatensystem auch in folgen
der Art beschrieben werden. Man gibt die
Länge r der Strecke an, die den Punkt M
mit dem Ursprung verbindet (den Radius
vektor), ferner den Winkel cp, den die Rich
tung OP mit der positiven Richtung der
x-Achse, endlich den Winkel 6, den die
Richtung OM mit der positiven Richtung
Fi 8- 10 °- der s- Achse bildet, Fig. 100. Die drei
Zahlen r, cp, 6 bezeichnet man als die räumlichen Polarlcoordinaten des
Punktes M und schreibt M(r/cp/6).
Um alle Punkte des Raumes beschreiben zu können, genügt es,
0 auf das Intervall (0, n), cp auf das Intervall (0, 2tt) zu beschränken,
während r alle Werte aus (0, oo) aunehmen kann.
223. Flächen. I. Eine Fläche ist geometrisch definiert, wenn
ein Konstruktionsverfahren angegeben ist, durch das beliebig viele
ihrer Punkte bestimmt werden können.
Bezieht man eine so definierte Fläche auf ein Koordinatensystem,
so hat die Einheitlichkeit des Konstruktionsverfahrens zur Folge,
daß zwischen den Koordinaten eines Punktes der Fläche eine für alle
Punkte gleichlautende Gleichung besteht, die man als die Gleichung
der Fläche bezeichnet.