Eine partielle Differenzialgleichung
kann 1, 2, 3 • • • unabhängige Variablen
haben ; die Gleichnng 2) hat s unabhän
gige Variablen.
II) Eine Differenzialgleichung heisst
Iter, 2ter • • • u. s. w. wter Ordnung,
wenn der höchste darin verkommende
Differenzialquotient von der Iten, 2ten
••• wten Ordnung ist. Die hier gege
bene Gleichung 1) ist von der pten
Ordnung. — Man kann aber auch von
der Ordnung p einer Differenzialgleichung
in Bezug auf eine bestimmte Variable
y n sprechen.
III) Auch werden die Differenzial
gleichungen nach der Anzahl der in
ihnen enthaltenen Variablen eingetheilt.
Die Gleichung 1) enthält n + l Varia
blen. Bei partiellen Differenzialgleichun
gen muss hinzugefügt werden, wie viel
unabhängige Variablen darunter sind.
Gleichung 2) hat n-f s Variablen, worun
ter s unabhängige.
. Wir werden uns jetzt zunächst mit
den totalen Differenzialgleichungen be
schäftigen.
Für dieselben gilt folgender wichtiger
Lehrsatz:
A) „Sei
'1 = o
eine Differenzialgleichung, welche die
unabhängige Variable x, die abhängigen
y t , y2 • • • y n und z enthält, die in
Bezug auf y^,y 1 • • • y n von einer be
liebigen, in Bezug auf z von der pten
Ordnung ist, so ist diese Gleichung gleich
bedeutend mit einem System von p-Dif-
ferenzialgleichungen, die statt z die Va
riablen z t , z 1 • • • z^ enthalten, und in
() Vi
. . .
dy
v n . .
dx 1
s
dx,
dx 9
5
bx\
d'y
d Py
. • n
O/
«s 3
iS
II
p
dx 2
s
dxP
dx
s
P /
dz
d 2 z
dPz
)=o,
»■<*’ z?
dx 2
1 S-
1 ■§
welche natürlich ausser z noch die
Grössen x, y t • • ’ y n un d ’h re Diffe-
renzialquotienten enthält, schreiben:
p—1
dx
und die gegebene Gleichung nimmt dann
die Gestalt an:
dz ,
P
dx
Z 3 ,
Es sind dies in der That p Glei
chungen, welche nur die ersten Differen
zialquotienten der z enthalten.
Hieraus folgt unmittelbar:
B) „Jede Differenzialgleichung mit
2 Variablen x und s, welche von der
pten Ordnung ist, ist gleichbedeutend
mit p Differenzialgleichungen, welche
p+1 Variablen x, z t • • • z^ enthalten,
und alle von der ersten Ordnung sind.“
Dieser Satz lässt sich aber auch um
kehren.
C) „Ein System von p Differenzial
gleichungen mit p + 1 Variablen x, z t ,
2, ... z ist zurückzuführen auf eine
2 P
Gleichung mit 2 Variablen, welche aber
von der pten Ordnung ist.“
Um dies zu beweisen, nehmen wir an,
das gegebene System sei:
P dx ’ dx