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Kugel, Cylinder, Kegel.
Kugel, dessen Ebene zu TT 1 normal steht. Schneidet man nun den
Kegel mit dem Scheitel 0 und der Basiskurve u mit der Kugel, so
erhält man einen sphärischen Kegelschnitt, dessen Eigen
schaften sich in einfachster Weise ergehen.
Die Tangenten von einem Punkte P an eine Kugel sind gleich
lang; durch Projektion dieser Tangenten vom Mittelpunkte 0 aus
auf die Kugel erhält man gleich lange Stücke größter Kreise. Ist
P ein Punkt von u, so berührt FS die Kugel, ihr Berührungspunkt
L liegt auf dem Kreise mit dem Durchmesser JK und L' fällt auf
JK. Die Tangenten PP\ und PL sind gleich, und Bog QL\ — Bog QL,
wenn OP die Kugel in Q trifft. Der Bogen QF X gehört einem
größten Kreise mit dem Durchmesser L\L\ an und der Bogen QL einem
größten Kreise mit dem Durchmesser P 2 P 3 , der in OS liegt. Da
der Bogen QL auf dem Kreise JLK senkrecht steht, so erscheint
der sphärische Kegelschnitt als Ort der Punkte, die von
einem festen Punkte P\ und einem festen Kreise KP/gleich
weit abstehen, wobei diese Abstände durch Bogenstücke größter
Kreise auf der Kugel zu messen sind. Dreht man den Bogen QP X
um die Achse F x O in TT^ so geht er in I\Q° über {Q'Q° ± OF x ),
ebenso läßt sich der Bogen QL durch Drehung um die Achse SO in
die Lage KQ 0 bringen (Q'Q 0 j_ OS). Demnach ist Bog KQ 0 = Bog F X Q°,
und da PA = BL\ ist auch Bog I)K = Bog UL\, wenn OB die Kugel in
JO schneidet; hieraus folgt aber durch Subtraktion BogP$ 0 = BogPQ 0 *
Dies ergiebt eine einfache Konstruktion der Punkte des sphärischen
Kegelschnittes. Schneidet man von 1) aus auf dem Kugelkreise in
gleiche Bogen ab, z. B. BQ 0 = PQ°, und zieht durch die End
punkte Senkrechten zu OF 2 und OF x respektive, so ist ihr Schnitt
punkt die Projektion eines Punktes des sphärischen Kegelschnittes,
z. B. Q'.
Da Bog F 2 Q = Bog F 2 Q 0 und Bog QL = Bog Q 0 K ist, so folgt:
BogP 2 § + Bog QF X = BogP 2 K; der letztgenannte Bogen ist aber
von der Lage des Punktes P unabhängig. Der sphärische Kegel
schnitt erscheint also als Ort der Punkte, für die die
Summe der sphärischen Abstände von zwei festen Punkten
konstant ist. Unter dem sphärischen Abstand zweier Kugelpunkte
ist hierbei das von ihnen begrenzte Stück eines größten Kreises zu
verstehen. Die Punkte F x und F 2 spielen für den sphärischen Kegel
schnitt ganz die gleiche Rolle und werden als Brennpunkte
desselben bezeichnet, analog der Definition der Brennpunkte einer
Ellipse. Aus unserem Satze folgt, daß BogP 1 2 C'= BogY^P sein muß,
es ergiebt sich dies auch aus Bog P 2 -/ — Bog F 2 K, Bog CJ = Bog CF X