BEMERKUNGEN ZUR TRANSZENDENTEN TRIGONOMETRIE.
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BEMERKUNGEN.
Das als Scheda Af bezeichnete Heft enthält Aufzeichnungen, der verschiedensten Art, die, wie wider
holte Datierungen zeigen, aus den Jahren 1801 bis 18 03 stammen. Da die hier abgedruckten Notizen fast
am Ende des Heftes stehen, ist anzunehmen, daß ihre Abfassung in das Jahr 180 3 fällt. Neben der Auf
zeichnung Nr. 99 des Tagebuchs: In principiis geometriae egregios progressus fecimus,
Br[unovici 1799] Sept., und den Äußerungen in dem Briefe an Wolfgang Bolyai vom 16. Dez. 1799,
(Werke YIII, S. 159) bilden die vorstehenden Notizen das älteste Zeugnis für GAUSSens Beschäftigung mit
den Grundlagen der Geometrie; sie sind um so wertvoller, als es sich in ihnen um Versuche handelt, einen
Zugang zu der transzendenten Trigonometrie zu gewinnen, von der GäUSS seinem Schüler
Wächter bei dessen Besuch im April isie erzählt hat (Werke VIII, S. 176).
Die Notiz [I.] enthält einen Ansatz, um für ein rechtwinkliges Drei
eck, bei dem der eine spitze Winkel cu so klein ist, daß man in den
Reihenentwicklungen nach Potenzen von со von den Gliedern dritter und
höherer Ordnung absehen darf, Beziehungen zwischen den Seiten und
Winkeln zu finden. Es sei also im Dreieck ABC der Winkel bei G ein
Rechter und der Winkel tu bei A sehr klein; die Kathete А C werde
mit A bezeichnet. Dann ist in erster Näherung:
(1) BG = tocp (A),
(2) ^f^ABG — 90° — со — соф (Д),
wo cp (А), ф (Д) noch zu bestimmende Funktionen bedeuten. Die Winkel
summe im Dreieck ABC ist 180° —соф (Д), also, wenn die Funktion
ф (Д) positiv ist, kleiner als 180°. Um die unbekannten Funktionen cp (Д)
und ф (Д) zu bestimmen, verlängere man AG um CG' — 6Д, errichte in C' auf AG' das Lot G'B', das
die Verlängerung von AB in B' treffe, und ziehe ВC'\ der Winkel CBC' werde mit i bezeichnet. Dann
ergibt die Anwendung der Formel (i) auf das Dreieck В CG':
(3) SA = гср(соср(Д)).
Das quergestreifte Dreieck in der Notiz [L], S. 451 soll auf den Inhalt des Dreiecks hinweisen. Dieser ist
in der antieuklidischen Geometrie der Abweichung der Winkelsumme von 180° proportional. Mithin wird der
Inhalt des Dreiecks ABC proportional соф(Д) und daher ist der Inhalt des Vierecks BGG'B' proportional
собф(А). Nun ist das Viereck BGG'B', bis auf Größen höherer Ordnung, doppelt so groß wie das Dreieck
В CG', dessen Inhalt proportional гф(шср(Д)) ist, folglich gilt die Gleichung
(4) ш5ф(Д) = 2гф(шср(Д)).
С
dJ
С
Durch Verbindung von (3) und (4) gelangt man zu der Funktionalgleichung
(5)
Um sie zu lösen, setzt Gauss
(6)
ф.(Д) = ЩЩ-.
cu cp (cu cp (A))
<P(A) = X'(A)
und denkt sich x # (A) nach Potenzen von Д entwickelt:
V 7 ;
х'(Д) = «Д + -;