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Kapitel 16, §§ 5, 6.
Verkürzte
lineare
Diffgl. 2. O
In der That brauchen wir zu dem Zweck nur linear in zy — dy
anzunehmen. Dann haben wir nämlich
(21) zy' — z"y + k(x) (zy — dy) + ft(aj) = 0.
Der Vergleich von (19) mit (21) giebt wegen der Identität (20):
(22) 1 = X x (x), g = z{x) X 0 (x).
Da (21) die Form
+ A(u)v + = 0
hat und dies eine lineare Differentialgleichung erster Ordnung in u, v
ist, so ergiebt sich in bekannter Weise (vgl. 5. Beispiel des § 3,
8. Kap.);
v — zy — dy = e f Xdx ^—J‘g,e^' Xdx dx -j- aj
oder nach (22):
zy — dy = e~f Xldx [—■J*zX Q ef Xldx dx -f- a).
Dies ist eine Differentialgleichung erster Ordnung zwischen x und y,
die, weil sie Uf = z(x) gestattet, linear sein muss (vgl. das citierte
Beispiel), was auch wirklich der Fall ist. Sie giebt also integriert
y = e [fe~S Xidx [—fzX Q eS Xldx dx + a) + fe) .
5. Beispiel: Die sogenannte verkürzte lineare Differentialgleichung
■ zweiter Ordnung
y" + X 1 {x)y'+X{x)y = 0
gestattet offenbar jede Transformation
rp ■ ■ ■ rp
tAj-t tAy .
Vi = cy,
also auch die infinitesimale
TT r df
u f=y»-y
Sie kann daher auf eine Differentialgleichung erster Ordnung zurück
geführt werden. Bei dem jetzigen üf ist u = x und wegen
TT r /• df , / df
v f=yj- y + y h
auch v = — zu setzen. Nun ist
y
dv
w = =
du
yy
Die vorgelegte Differentialgleichung muss auf die Form
äü - ®( M - ») = 0
reducibel sein. In der That geht sie, wenn