Begriffsbildung
Die Abbildung in der Mitte zeigt das Gipsmodell eines Ellipsoids aus dem Jahr 1880.
Zur mathematischen Beschreibung dieser speziellen Fläche 2. Ordnung wird zunächst ein
Koordinatensystem im dreidimensionalen Raum benötigt. Zur besseren Veranschaulichung
sind Ellipsoid und Koordinatensystem zusammen abgebildet. Weiterhin stehen ein Video
und ein 3D-Applet zur Verfügung.
Das Ellipsoid liegt offensichtlich ausgesprochen 'günstig' im Koordinatensystem;
es werden bei näherer Betrachtung folgende Annahmen erfüllt:
- Die drei aufeinander senkrecht stehenden Achsen des Koordinatensystems sind
die Symmetrieachsen des Ellipsoids.
- Der gemeinsame Schnittpunkt der Koordinatenachsen fällt mit dem Mittelpunkt
des Ellipsoids zusammen.
- An den Schnittpunkten des Ellipsoids mit den Koordinatenachsen sind die
Halbachsenlängen a, b und c ablesbar.
Die beschriebene 'günstige Lage' des Ellipsoids bezeichnet man als
Normalform (dabei liegt der Koordinatenursprung
im Mittelpunkt des Ellipsoids und die Symmetrieachsen entsprechen den Koordinatenachsen).
Die Parameter
a,
b und
c heißen
Halbachsen des Ellipsoids und stellen die Höchstabmessungen längs der (positiven) Koordinatenachsen dar.
Es gelten die Beziehungen:
- a ≤ x ≤ a,
- b ≤ y ≤ b und
- c ≤ z ≤ c.
Unter einem Ellipsoid versteht man nun den geometrischen Ort aller Punkte, welche die Gleichung
erfüllen.
In der Sammlung historischer mathematischer Modelle des Instituts für Mathematik der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sind folgende Modelle für Ellipsoide enthalten: