Die Bahncurven und Invarianten einer eingliedrigen Gruppe.
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gleichung Uf = 0. Jede Invariante ist also darstellbar als
Function von irgend welchen n—1 von einander unabhängigen
Invarianten,
Geometrisch gedeutet stellt die Gleichung ß — Const. eine Schar von
oo 1 (n — l)-fach ausgedehnten Mannigfaltigkeiten dar. Ist ß eine In
variante, so bleibt jede dieser Mannigfaltigkeiten für sich bei allen Trans
formationen der Gruppe Uf invariant. Jede dieser Mannigfaltigkeiten wird
erzeugt von oo n ~ 2 Charakteristiken der linearen partiellen Differential
gleichung Uf = 0, d. h. von oo™ -2 Integralcurven des simultanen Systems
(10) oder also von oo” —2 Bahncurven der eingliedrigen Gruppe Uf.
Wir sagen wie früher, eine Gleichung
H(x x , x 2 • • • x n ) = 0
gestatte eine Transformation, welche die Wertsysteme (x x • ■ • x n ) in
die Wertsysteme (#/•• ■ x n ') überführt, wenn die Transformation jedes
Wertsystem (x x • • • x n ), für das ß = 0 ist, in ein solches (xf • • • x n ')
transformiert, für welches ebenfalls ß(xf ■ ■ • xj) — 0 ist, mit anderen
Worten: Die Gleichung ß^ • • • x n ) = 0 ist bei der betreffenden
Transformation invariant, wenn die Gleichung diese nach sich zieht:
H{xf • • • Xn) = 0.
Fragen wir uns, ob und welche Gleichungen H{x x - ■ • x n ) — 0 es
giebt, welche alle Transformationen der eingliedrigen Gruppe üf ge
statten. Da bei einer beliebigen Transformation der Gruppe nach
Theorem 26 des § 2
ß(a/ • • • Xn) = ■■■x.) + \ Pß(% ■••».) + ü(VO) + ■■ ■
ist und dies also gleich Null sein soll, sobald fl(x x • • • x n ) = 0 ist, und
zwar für jedes t, so ergiebt sich als eine notwendige Bedingung, dass
ÜH(x x • • • x n ) — 0 sein muss vermöge ß^ • • • x n ) — 0. Auch ist
dies Kriterium hinreichend.
Das Verschwinden von UH vermöge ß = 0 kann nämlich auf
zweierlei Weisen eintreten. Es ist ja
4-5 1®.
dx, 1 t S. g x
Invariante
Gleichung.
UH =
.da , t da .
;i dx t * 2 ■"
Es ist zunächst denkbar, dass | x , | 2 • • • sämtlich verschwinden
vermöge ß = 0. Alsdann ist jedes Wertsystem (x x • • • x n ), welches
die Gleichung ß = 0 erfüllt, für sich invariant; gleichzeitig bleibt
auch die Gleichung ß = 0 invariant. Oder aber % 2 • • • ver
schwinden nicht sämtlich vermöge ß = 0. In diesem Falle bleibt
nicht jedes Wertsystem (x x • • • x n ), welches ß = 0 macht, für sich
invariant, sondern wird durch die Transformationen der Gruppe im