Quadraturen — Zurück!’, auf. 605 Quadraturen — Zurückf. auf.
V t =V+a
+
/ d tc\ 3 /() w\ 1
+ \dT/
dx dy dz,
da das erste Integral verschwindet. Es kann nun entweder V=V t sein, oder
einer dieser beiden Minimumswerthe V oder V t ist grösser als der andere. Wäre
letzteres der Fall, und hätte man V L >V, so müsste, da auch u v ~u+aw einem
Minimum entspricht, und:
u—u L —aw
gesetzt werden kann, in unserer Formel sich vertauschen lassen:
a mit — a, V mit V u
also:
'= »'.+•’ +Gf)’J * d,J dz ’
was unmöglich ist, wenn nicht das Inte
gral verschwindet, also V — V l ist. Fin
det letzteres aber statt, so ist:
div dw dw _ q
dx dy dz ’
denn unter andern Umständen kann das
wesentlich positive Integral nicht ver
schwinden. Es wäre also u> eine Con-
stante. w aber war, wie wir gesehen
haben, auf der Oberfläche gleich Null,
so dass w überhaupt verschwindet, und
es mithin nur einen Werth von u gibt,
welcher unsern drei Bedingungen genügt.
Hiermit ist unser Satz bewiesen. Um
demselben eine physikalische Deutung
zu geben, so enthält er z. B. das Re
sultat, dass ein Körper, welcher sich im
Wärmegleichgewicht befindet, seinem
Wärmezustande nach völlig gegeben ist,
wenn derselbe auf der Oberfläche be
kannt ist.
Allgemein bemerken wir noch, dass
diese Betrachtungen nicht voraussetzen,
dass der Körper nur eine einfache Be
grenzung habe. Es könnte derselbe z. B.
auch eine Hohlkugel sein, oder sonst
sich beliebig begrenzen. Diese Bemer
kung gibt eine höchst wichtige Erwei
terung unseres Satzes, die von Riemann
herrührt (Grundlagen für eine allgemeine
Theorie der Functionen, Göttingen, 1851),
und welche sich auf die Fälle erstreckt,
wo die Functionen u in gewissen Punk
ten oder selbst Strecken oder Flächen
stücken innerhalb des gegebenen Rau
mes unstetig wird. Man kann dann
nämlich diese Unstetigkeitsstellen sich
von beliebig wenig von ihnen entfern
ten, aber völlig geschlossenen Oberflächen
umgeben, und so aus dem Körper her
ausgenommen denken. Sind die Unste
tigkeitsstellen Punkte, so werden diese
Umgehungen kleine Kugelschalen sein
können, sind es Strecken, so kann man
dieselben mit geschlossenen Röhren oder
Kanälen umgeben denken, und sind es
Flächenstücke, so ist ihnen von beiden
Seiten eine flache Bedeckung zu geben.
Diese Begrenzungen kommen dann zur
Oberfläche hinzu, und die Function u
ist also nach dem Obigen völlig gege
ben , wenn man ausser den drei Bedin
gungen noch die vierte hinzufügt, dass
sie auch an diesen neuen Grenzstücken
bekannt sei, d. h, dass man weiss, wel
chen Werthen sich die Function beim
Uebergange an die Unstetigkeitsstellen
von allen Seiten nähern soll. An allen
übrigen Stellen ist die Function nämlich
nun stetig. Unser Satz heisst also in
seiner ganzen Allgemeinheit:
„Eine Function ist innerhalb eines
begrenzten Raumes bestimmt, wenn sie
innerhalb desselben unserer partiellen
Differenzialgleichung genügt, auf der
ganzen Begrenzung gegeben ist, und
wenn man die Werthe kennt, denen sie
sich in denjenigen Stellen nähert, wo
sie aufhört stetig zu sein,“
Dieser Satz gilt natürlich unverändert
für die Gleichung:
d 2 u d 2 M_
nur sind unter den Begrenzungen ge
schlossene Linien zu verstehen. Geht
man nun von der analytischen Bedeu
tung dieser Gleichung aus, wie wir sie
ohen hingestellt haben, dass sie also den
reellen Theil einer Function von einer
complexen Variablen darstelle, und ver
binden wir damit die Gleichungen:
dv du
dx dy
dv du
dy ~ dx’
welche den imaginären Theil definirt,
indem wir die Bemerkung machen, dass
somit:
du du
dv — —aa;4- —- dy
dy dx