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Kapitel 4, §§ 2, 3.
Ihre Auffindung erfordert also eine Integration. Kennt man jedoch
die endlichen Gleichungen der Gruppe
(1) X x = <p(x, y, f), y ± = if(x, y, t),
so kann man die Bahncurven und mit ihnen die Invariante durch
bloss algebraische Operationen bestimmen. Wir fanden ja die Bahn-
curve des Punktes (x Q , y 0 ) durch Elimination von t aus
x = (p(x 0 , y^, f), y = y 0 , ¿)
in der Form
W{x, y, x 0 , y 0 ) = 0.
Da es nur oo 1 Bahncurven giebt, treten die Constanten x 0 , y 0 hierin
nur in einer Verbindung auf und die letzte Gleichung der oo 1 Bahn
curven lässt sich also umformen:
f{x, y, c) = 0,
sodass die Auflösung nach der (von x 0 und y Q abhängigen) Constanten c
die Invariante
&{x, y) = c
liefert. Am bequemsten verfährt man, um die zwei Constanten x 0 ,y 0
auf eine einzige zu reducieren, so, dass man y 0 einen bestimmten
Zahlenwert, wie z. B. 1, erteilt. Alsdann stellt
W(x, y, x 0 , 1) = 0
alle von den Punkten der Geraden y == 1 ausgehenden Bahncurven
dar, also alle Bahncurven überhaupt (sobald nicht etwa y = 1 selbst
eine invariante Curve ist). Auflösung nach x 0 liefert nun etwa
cj (x, y) = x 0
und co(x,y) ist demnach die Invariante.
Satz 7: Die Bahncurven und die Invariante einer eingliedrigen
Gruppe der Ebene lassen sich auf rein algebraischem Wege finden, sobald
die endlichen Gleichungen der Gruppe bekannt sind.
Die früheren Beispiele von oo 1 Transformationen, die keine Gruppe
bilden (siehe Schluss des § l), wollen wir jetzt geometrisch erläutern.
Wir sahen, dass die Schar:
x l = x + 1, y x = y + t,
die keine Gruppe ist, die Invariante tg %x besitzt, während x keine In
variante ist. Das geometrische Gebilde, welches durch tg nx = c darge
stellt wird, wo c eine beliebige, aber bestimmte Constante sein soll, ist
eine Schar von oo 1 discreten Geraden, die sämtlich der y- Axe parallel laufen
und die Abstände 1 von einander haben. Bei einer jeden der obigen Trans
formationen bleibt in der That die Gesamtheit dieser Reihe von Geraden
ungeändert, indem sie die Punkte einer jeden dieser Geraden in die der
nächsten Geraden der Schar überführt. Von Bahncurven kann hier nicht
die Rede sein, da die Punkte sich bei jeder Transformation sprungweise
ändern, indem x um 1 wächst.