Quadraturen — Zurückf. auf. 552 Quadraturen — Zurückf. auf.
«) 2 p (i)=2 / < v ^)]-
Da jede dieser Gleichungen s andere vor
stellt, welche den Werthen p = 1, p — 2
. , . p = s entsprechen, so stellt dies
System eine Reihe recurrenter Gleichun
gen vor. Die in den s Gleichungen h) ent
haltenen Werthe a/ 1 ), . . . * ^
und ihre Differenzialquotienten nach x,,
x„ . . . x sind nämlich durch die Glei-
1 n
chungen a) und ihre Differenzialquotienten
nach den nämlichen Grössen bestimmt,
welche sich bilden lassen, wenn man als
bekannt voraus setzt die Grössen
. . . 2 und ihre Differenzial-
quotienten nach jr, . , . x . Indem
man so fortfährt, gelangt man auf die
selbe Weise zu a ^ mittels der Gier"
V
chung n), ohne dass ausser den Grössen
. , . z^ eine neue Will-
kürlichkeit eintritt. Was diese letztem
Grössen noch anhetrifft, so sind sie offen
bar Functionen von x,, x, ... x und,
da nichts Weiteres über sie bestimmt ist,
willkürliche Functionen. Da ihre Diffe
renzialquotienten nach x, , x 2 ... x
nun gegeben sind, so sind sie aber die
einzigen Willkürlichkeiten in den allge
meinen Integralen der Gleichungen 1).
Man hat somit folgenden Satz:
„Jedes System simultaner partieller
Differenzialgleichungen von der Form 1),
welches also s abhängige und »i-fl un
abhängige Variable enthält, in Bezug
auf die erste unabhängige Variable er
ster, in Bezug auf die andern von belie
biger Ordnung ist, hat soviel allgemeine
Integrale, als Gleichungen gegeben sind,
mit so viel willkürlichen Functionen, als
abhängige Variable vorhanden sind, und
wo jede dieser Functionen eine Variable
weniger hat, als in den vorgelegten Glei
chungen unabhängige Variable vorhan
den sind.“
Auf die Form des Systems 1) lässt
sich aber eine partielle Differenzialglei
chung höherer Ordnung stets bringen.
Wir wollen dies nur mit der Gleichung
zweiter Ordnung mit 3 unabhängigen
Variablen darthun. Die Erweiterung auf
beliebig hohe Ordnungen und beliebig
viele Variablen ist nämlich nicht mit
der geringsten Schwierigkeit verbunden.
Gedachte Gleichung nimmt nämlich die
Form an:
dx a
= f(«, *i,
d a 2 d a Z
(5*2
d a a
dx' da;,’ dx t ' dxdx,' dxdx 2 ' dx, 2 ' dx^x.^ dx t 2
Wir setzen nun:
dz
dx
und erhalten;
dz, ./ dz
f \ X ’ * 1 ’ *’ dx,'
Dies ist eine Gleichung von der Form
der in System 1) enthaltenen, ebenso
dz
wie die Gleichung = s ,, und diese
beiden verbunden gehen eben das ver
langte System.
Man hat ein Integral mit 2 willkür
lichen Functionen von 2 Variablen. All
gemein :
„Das Integral einer partiellen Glei
chung /der Ordnung mit n unabhängigen
Variablen enthält p willkürliche Functio
nen von n—1 Variablen.“
d^ dz, dz, d } z d 2 z \
d.r a ’ da;,’ dx 2 ' da:,da; a ’ dx a a /
enthaltenen Ordnung nicht nach einer
einzigen Variablen genommen sind.
Dies ist z. B der Fall hei der Gleichung
zweiter Ordnung :
d a 2
dxdx,
— f(x, x,, z,
dz dz
dx' dx.
Man sieht, dass die directe Anwendung
der eben gegebenen Methode hier miss
lingt. Indess kann man durch eine leichte
Transformation unsere Gleichung wieder
auf die obige Form bringen. Setze
man z. B.:
Diese Eeduction der partiellen Diffe
renzialgleichungen höherer Ordnung auf gQ
• simultane erleidet jedoch eine bemerkens-
werthe Ausnahme in dem Falle, wo die
Differenzialquotienten der höchsten darin
Xi — xy,
hat man:
’dz\ _ dz dz
.dx/ ~ dx~^^ dx,'