Die Bahncurven und Invarianten einer eingliedrigen Gruppe.
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Satz 10: Die Bahncurven einer eingliedrigen Gruppe ordnen ihren
Punkten gerade die Sichtungen zu, welche ihnen vermöge der infinitesimalen
Transformation der Gruppe zugehören.
Die Bahncurven sind also die oo n —1 Integralcurven des simultanen
Systems:
dx 1 dx 2 dx n
£1 0*1 ' ■ ’ ■*«) £2 0*1 * ’ ’ **«) £«(*1 ' ’ ‘ X n)
oder, was auf dasselbe hinauskommt, die oo w 1 Charakteristiken
linearen partiellen Differentialgleichung:
ÈL +
2 8x 0 '
. . 1L
+ s» dx„
0.
der
Allerdings haben wir bisher über die Interpretation und Integration
derartiger simultaner Systeme und linearer partieller Differentialgleichungen
in beliebig vielen Veränderlichen noch nicht gesprochen. Wir werden dies
hier kurz nachholen, indem wir die analytische Theorie dieser Gleichungen
als bekannt voraussetzen.
Ein simultanes System:
(10)
dx,
dx 2
dx„
£10*1 ' ' ’ X n) -2 0*i ' ’ ’ X n)
tn( X 1 ■ • • X n)
integrieren heisst bekanntlich, etwa x 2 • • • x n als Functionen von x x be
stimmen, sodass sie identisch für alle Werte von x x die Gleichungen (10)
befriedigen. Diese Functionen enthalten noch n — 1 willkürliche Con-
stanten. Deuten wir x x , x 2 • • • x n als Punktcoordiuaten in einem Raume
von n Dimensionen, so handelt es sich also darum, gewisse Curven in
demselben zu finden, nämlich die, deren Eichtungscosiuus proportional
£1, £2 ‘ sind. Geometrisch erhalten wir diese Integralcurven, indem
wir von einem Punkte ausgehend der ihm jeweils durch das simultane
System zugeordneten Richtung folgen. Durch jeden Punkt allgemeiner
Lage im Raume geht also eine Integraleurve und es giebt im ganzen
oo"~ 1 Integralcurven. Bekanntlich nennt man eine Function u{x x • • • x n )
ein Integral des simultanen Systems (10), wenn jede Mannigfaltigkeit
u = Const. von Integralcurven erzeugt wird, wenn also jede Integraleurve,
die durch einen Punkt dieser Mannigfaltigkeit hindurchgeht, ganz in der
selben enthalten ist. Dies tritt ein, wenn die durch einen beliebigen
Punkt (x x • • • x n ) der Mannigfaltigkeit u = Const. gehende Integraleurve
daselbst eine Tangentialrichtung (£ 15 £ 2 • • • ij„) besitzt, welche die Mannig
faltigkeit u — Const, berührt, wenn also identisch
du
2 dx 2
+ • • * + £«
du
dx
n
= 0
ist. n — 1 von einander unabhängige Integrale u x • • • u n —1 des Systems
(10) genügen zur Bestimmung aller oo re—1 Integralcurven, die durch die
Gleichungen
u x — Const., u 2 = Const, M n —1 = Const.
gegeben werden. Die Gleichung
Simultanes
System.
Integral-
curve.
Integral.