§ 99. Эллиптические координаты на центральной поверхности второго порядка
Всякую центральную поверхность второго порядка, очевидно, можно включить в семейство софокусных поверхностей, так что ее уравнение примет вид
Черт. 67.
Не уменьшая общности, можно также считать, что корень уравнения (2) § 98, соответствующий этой поверхности,
(черт. 67), и тогда ее линейный элемент в эллиптических координатах будет иметь вид
Вводя новые параметры
приведем его к виду
который показывает, что координатная сеть или согласно теореме Дюпена сеть линий кривизны центральной поверхности второго порядка есть сеть Лиувилля.
В заключение отметим одно интересное свойство сетей Риччи п° 3 § 76 поверхностей второго порядка, связанное с теоремой Шаля.
Рассмотрим четыре софокусные поверхности
из которых три первые проходят через точку
(черт. 68), а четвертая произвольна.
Черт. 68.
Построим конус второго порядка
с вершиной в точке Мне образующими, касающимися поверхности
Каждая из плоскостей
касающаяся поверхностей (5) в точке
будет содержать две образующие этого конуса
Плоскости
касающиеся конуса вдоль этих образующих, будут касаться и поверхности
и в силу теоремы Шаля будут перпендикулярны
к касательной плоскости т. е. пересекутся по ее нормали. Но это значит, что нормаль поверхности
будет полярна ее касательной плоскости относительно конуса
а так как нормаль и касательная плоскость перпендикулярны, то, значит, нормаль каждой из поверхностей
является главной осью конуса
Рассмотрим теперь касательную плоскость одной из поверхностей
например
. В ней расположены нормали
поверхностей
и (53) и образующие
конуса
и так как
являются главными осями этого конуса, то они направлены по биссектрисам угла
Но в силу той же теоремы Шаля конгруэнции прямых
касающихся поверхности
будут нормальны и касаются линий некоторой геодезической сети (п° 2 § 60), а так как биссекторная сеть этой геодезической сети с касательными
будет сетью Лиувилля, то геодезическая сеть будет сетью Риччи.
Таким образом, сеть Риччи поверхности второго порядка состоит из таких геодезических линий, касательные которых касаются одной и той же поверхности второго порядка, софокусной с данной.