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IV. Abschnitt. § 2. Rektifikation von Kurven
die Stelle von dx der Ausdruck x'(u)du; wird der zu rektifizierende I
Bogen beschrieben, während u das Intervall (a, ß) durchläuft, so ist
ß,
s ==J Yx (u)-+ y (u)* du, (2)
iX
eine Formel, die bei parametrischer Darstellung der Kurve zur Anwen
dung kommt.
Der Fall polarer Koordinaten kann als besonderer Fall von diesem
angesehen werden; ist nämlich r = f(cp) die Gleichung der Kurve, so
können auf Grund derselben und der Transformationsgleichungen:
x = r COS Cp
y = r sin (p
x und y als Funktionen von cp aufgef'aßt werden, und es ist
X (cp) = — r sin cp + r COS cp
y (cp) — r cos cp -f r sin cp;
daraus folgt ^'(gp) 2 ^- y'(cp) 2 == r 2 + r' s ,
so daß, wenn a, ß die den beiden Endpunkten des Bogens entsprechenden
Werte von cp bedeuten, /*
s = j ]/r 2 + r 2 dcp ist. (3) \
a
Auf Raumkurven läßt sich die an die Spitze dieses Artikels gestellte
Definition der Bogenlänge ohne weiteres übertragen und führt, wenn
man y und z als Funktionen von x darstellt, zu der Formel:
h
s ==y ]/l -b y' 2 -j- z 2 dx. (4)
a
Dieselbe gestaltet sich wie oben um in
ß
s=y yV(it) 8 + y\u) 2j r z(x)-du, (5)
cc
wenn x und infolgedessen auch y und z als Funktionen eines Parameters
u dargestellt werden.
Als besonderer Fall sei eine sphärische Kurve erwähnt; ist a der
Halbmesser der Kugel, auf der sie liegt, wird das Zentrum der Kugel als
Ursprung eines rechtwinkligen Koordinatensystems gewählt, so ist die
Kurve in räumlichen Polarkoordinaten durch