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Kapitel 12, §§ 2
Erinnern wir uns nun daran, dass nach Theorem 17 des vorigen
Paragraphen die Invarianten ß der Gruppe die Lösungen f der linearen
partiellen Differentialgleichung TJf — 0 sind, so erhellt, dass zwei von
einander unabhängige Invarianten der Gruppe gleich Null gesetzt
eine Charakteristik dieser Differentialgleichung, also eine Bahncurve
darstellen.
Satz 6: Sind und ß 2 zwei von einander unabhängige Invarianten
einer eingliedrigen Gruppe des Baumes, so stellen die Gleichungen
= Const., = Const.
die oo 2 Bahncurven der Gruppe dar.
Beispiel: Wir fanden bei der von der infinitesimalen Trans
formation
TJ n df , df , df
Uf=-y W ; c + x ^ + m w
erzeugten Gruppe von Schraubungen längs der z-Axe (vgl. 1. Beispiel
des § 1) die Invarianten
== Yx 2 + y*, = arctg —
daher stellen die Gleichungen:
x 2 + y 2 = r 2 , arctg — ~ = c,
wenn r und c darin Constanten bedeuten, ihre oo 2 Integralcurven dar.
Die erste Gleichung sagt aus, dass die Bahncurven auf Rotations-
cylindern um die #-Axe liegen, die zweite:
arctg — = c 4- —,
dass der Winkel, den das Lot vom Punkte (x, y, z) einer Bahncurve
auf die z-Axe mit der (xy) -Ebene bildet, in arithmetischer Progression
mit der Höhe z wächst. Der betreffende Punkt beschreibt also seine
Bahncurve, wenn er beständig auf einem Rotationscylinder um die
0-Axe gleichförmig längs der z-Axe weitergehend diese mit gleich
förmiger Geschwindigkeit umkreist. Die Bahncurve ist also eine
Schraubenlinie. Aus den endlichen Gleichungen der Gruppe:
x 1 = X cos t — y sin t,
y i — x sin t -f- y cos t,
z x — z -J- mt
ergeben sich die Gleichungen der Bahncurven durch Elimination von t.
Die beiden ersten liefern die Cylinder
x 2 -\- y 2 = x 2 + y 2 — Const.
und wegen der letzten ist t — Zi ■ ■ ■-, also, da die beiden ersten