Quadraturen — Zurückf. auf. 497 Quadraturen — Zurückf. auf.
stauten auf n reducirt, wie es auch sein
muss, da die vorgelegte Gleichung nter
Ordnung ist.
und der Integrale ist
gen Variablen
gleich 3.
Es müssen nämlich, wenn x allein un
abhängige Variable ist, zwei Integral
gleichungen stattfinden, welche y und z
„i„ t? geben. Sind x
von
als Functionen
und y unabhängige Variablen, so ist
eine Integralgleichung gefordert,
nur
31) lieber eine Differenzial
gleichung mit 3 Variablen.
Bei allen bis jetzt behandelten Auf
gaben war die Anzahl der gegebenen
Differenzialgleichungen um Eins kleiner welche z als Function von x und « gibt!
als die der Variablen. Es konnte daher Ein dritter Fall ist unmöglich
eine der letzteren als unabhängige Va- I} Nehmen wir zunächst den letzten
nable betrachtet werden, und die Anzahl Fa]1 an dass also 2 unabhängige Va-
der Integrale war gleich der der gege- riablen Ä und vorhanden siad . Wir
benen Gleichungen. Die Sache wird schreiben dann unsere Gleichung folgen-
aber anders, wenn diese Bedingung nicht de rmaassen:
mehr erfüllt ist.
Zunächst wollen wir uns auf den ein
fachsten Fall einer Gleichung mit 3 Va
riablen, von der Gestalt:
Xdx+Ydy+Zdz = 0
beschränken, wo X, Y, Z Functionen
von x, y, z sind, um in den nächsten
Abschnitten die gefundenen Resultate
möglichst zu erweitern.
Die Frage stellt sich hierbei zunächst:
. X Y
d y,
eine Gleichung, welche offenbar gleich
bedeutend ist mit dem System:
dz X dz _ Y
dx Z ’ dy Z ’
Differenziirt man aber die erste Glei
chung nach у (mit Berücksichtigung, däss
auch die Grösse z, welche in X, F, Z
„Wie viel unabhängige Variablen sind enthalten ist, als Function von x und у
unter diesen dreien vorhanden? 1,1 betrachtet werden muss, da ja das Inte-
Offenbar ist nach Bestimmung dersel- gral z als eine solche Function ergeben
ben auch die Anzahl der Integrale be- muss), und die zweite nach x, so erhal-
kannt, denn die Summe der unabhängi- ten wir gleiches Resultat, nämlich:
(ÖX , dXÖz\ „/iZ dZ dz\
\dv + dz dy) + \dy + dz dy)
d*Z
dx dy
z( d I+ d J. ( h) +Y + — ¥)
\dx dz dx) \dx dz dx)
_
dz <5;
hieraus folgt, wenn manchen gemeinschaftlichen Nenner weglässt, und für
die Werthe setzt:
/dX dY\ /dZ dX\ v /dF dZ\ .
Dies ist eine Bedingung, welche durch
die Coefficienten X, F, Z erfüllt werden
muss, damit z eine Function von x und
y sei, also die vorgelegte Gleichung nur
ein Integral habe. Man nennt sie „Be
dingung der Integrabilität“, obwohl nicht
ganz passend, da eine-Integration der
Gleichung in jedem Falle möglich ist.
Wenn diese Bedingung erfüllt ist, so
lässt sich die Auffindung dès Integrals
leicht in folgender Weise bewerkstelligen.
Da in der vorgelegten Gleichung z
als Function von x und y zu betrachten
ist, so kann man zunächst y constant
denken. Sie nimmt dann die Gestalt an:
Xdx-\-Zdz = 0,
eine Gleichung, welche nur die Variablen
X und z enthält. Man integrirt dieselbe.
Die willkürliche Constante des Integrals
kann jedoch eine Function der als con-
stant gedachten Grösse y sein.
Dem Integrale gibt man am passend
sten diejenige Form, welche wir in Ab
schnitt 9) als Hauptintegrale bezeichnet
haben, d. h. wir geben x eine beliebige
Zahl, etwa Null oder allgemeiner x 0 als
Anfangswerth, und bezeichnen z 0 als zu
gehörigen Werth von z.
*o = </(*) z )
ist dann das Hauptintegral. — Wieder
holungsweise bemerken wir, dass sich
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