Quadraturen — Zurückf. auf. 472 Quadraturen — Zurückf. auf.
2 I
dx 2
av
\dx)
+a«,*»iL+
dx T
ay
= 0,
oder:
d *y
dx %
+a
av
\dx)
oder wenn man setzt:
<k =z ß -
dx ’ a
+4+^=0,
ist.
g = ba
2)
+ az 2 + «z-}-y = 0.
Umgekehrt lässt sich also diese letzte
Gleichung erster Ordnung, die nur dann
linear ist, wenn a = 0 ist, und wo « und
y willkürliche Functionen von x sind,
stets in eine lineare zweiter Ordnung
verwandeln, wenn man setzt;
1 d\gu , , du
dx
d. h.:
audx'
Ein besonderer Fall der Gleichung 2)
ist z. B. die Riccatische Gleichung, die
wir in Abschnitt 7) betrachtet haben.
Im Allgemeinen aber lassen sich aus
diesem Resultate für die Gleichungen
von der Form 2) manche Folgerungen
ziehen. — Hat man nämlich 2 partielle
Integrale der Gleichung 1):
u~f(x) und u = rj(x),
so ist das allgemeine Integral:
u = Af (x) 4- Bff (x),
wo A und B willkürliche Constanten
sind, und das allgemeine Integral der
Gleichung 2) ergibt sich aus der Glei
chung :
Es kann diese Erhöhung der Ordnung
sogar gerathen sein in Bezug auf Glei
chungen , die sich durch Trennung der
Variablen unmittelbar auf Quadraturen
zurückführen lassen. Es ist nämlich
möglich, dass dem Integrale der vorlie
genden Gleichung statt der transcenden-
ten, scheinbar nicht weiter reducirbaren
Form der Quadratur eine einfachere Form
gegeben werden kann, welche eben durch
Erhöhung der Ordnung erhalten wird.
Das beste Beispiel zu diesem Verfah
ren ist die Art, wie La Grange das
Additionstheorem der elliptischen Trans-
cendenten ableitet. (Siehe den Artikel:
Elliptische Transcendenten). Sie muss
daher an dieser Stelle dargestellt werden.
Liege zur Integration vor die Glei
chung erster Ordnung:
o> d 'l , _n
Y(1—k 2 sin (f ‘) y (1—k 2 sin ip' 1 ) ’
in welcher die Variablen getrennt sind.
Bezeichnen wir den Ausdruck:
f
n
<*'/-
_ 1 du
a udx'
nämlich:
a[f(x)-\-c' f {x)y
wo:
B
* °~A
gesetzt wurde, und f'(x), y/(a?) die
Differenzialquotienten von f{x) und y (x)
vorstellen. Dies Integral enthält also,
wie dies sein muss, nur eine Constante.
Für die Riccatische Gleichung ist zu
setzen:
« = 0, y~ —bx m ;
die zugehörige Gleichung zweiter Ord
nung ist also:
d‘ l u
0 } (l-/£ 2 sin y 2 )’
mit wo F(y) bekanntlich nicht
auf andere Transcendenten oder alge
braische Functionen reducirt werden
kann, so ist das Integral unserer Glei
chung :
F{'f)+F{xp) = c.
Zur Bestimmung der Constante c be
merken wir, dass für <i~- 0 auch F(q.) = 0
wird. Entspreche diesem Werthe:
so ist also:
und:
Xp = C(,
F («) = c,
dx 2
-gx
F('l) + F{ip) = F{a).
Wir suchen aber jetzt durch andere Be
trachtungen dem Integrale von 3) eine
nicht mehr transcendente Gestalt zu ge
ben. Zu dem Ende führen wir eine
Grösse t ein durch die Gleichung:
dt
4(1—singt 2 ).