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Ebene und Baumkurven.
455. Bewegt sich ein Punkt auf der Raumkurve, so führen gleich
zeitig die zugehörige Tangente und die zugehörige Schmiegungsehene
Bewegungen aus, und zwar dreht sich die Tangente stets um den
bezüglichen Berührungspunkt in der Schmiegungsebene und die
Schmiegungsebene um die bezügliche Tangente. Denken wir uns
zunächst ein kleines aber endliches Stück PQ der Raumkurve, so
erhalten wir eine bestimmte Bogenlänge, einen bestimmten Winkel
der Endtangenten und einen bestimmten Winkel der Schmiegungs
ebenen in den Endpunkten. Lassen wir den Bogen AB unendlich
klein werden, so tritt Gleiches für den Winkel der Tangenten und
den Winkel der Schmiegungsebenen ein, falls die Kurve stetig
ist, wie wir voraussetzen wollen. Im allgemeinen — d. h. abgesehen
von einzelnen Punkten — sind nun die Verhältnisse der genannten
drei unendlich kleinen Größen endlich. Zu dem Bogenelement e
gehört hiernach ein bestimmter Kontingenzwinkel s, Winkel be
nachbarter Tangenten, und ein bestimmter Torsionswinkel rj,
Winkel benachbarter Schmiegungsebenen. Das Verhältnis k = ~
wird wie bei den ebenen Kurven als Krümmung, das Verhältnis
tals Torsion der Raumkurve an der betreffenden Stelle be-
e
zeichnet. Wie bei den ebenen Kurven giebt es durch drei benach
barte Punkte der Raumkurve einen Krümmungskreis, er liegt in
der zugehörigen Schmiegungsebene und sein Mittelpunkt auf der
Hauptnormale.
456. Bei der angeführten Bewegung beschreibt die Tangente eine
geradlinige Fläche, welche die zur Raumkurve gehörige abwickel
bare Fläche oder kurz die abwickelbare Fläche der Raumkurve ge
nannt wird; die Tangenten der Raumkurve heißen die Erzeugenden
der Fläche. Gleichzeitig führt die zugehörige Schmiegungsebene eine
Bewegung aus; die Schmiegungsebene umhüllt in allen ihren Lagen
die abwickelbare Fläche, das will sagen, dass jede
Schmiegungsebene die abwickelbare Fläche längs der in ihr
liegenden Tangente der Raumkurve berührt. Um die Richtigkeit
des Gesagten zu erkennen, ist es nötig, näher auf die gegenseitige
Lage benachbarter Tangenten und Schmiegungsebenen einzugehen.
(Fig. 306). Seien P und P x zwei benachbarte Punkte unserer Raum
kurve, t und t x die zugehörigen Tangenten, Z und Z 1 die Schmiegungs
ebenen, und PP X = s die Sekante. Dann ist nach 426 der Abstand
des Punktes P x von der Schmiegungsebene Z unendlich klein von
der 3. Ordnung; ganz ebenso ist der Abstand der Tangenten t und
unendlich klein 3. Ordnung, denn die Ebenen durch t und s resp. t x und s