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Ueber die Gleichung: Au Je 2 u = 0.
Differentialgleichung (23), (also bis auf einen constanten
Factor die hier in Betracht kommenden Normalfunctionen
des Gebietes ¿r 0 <a;<^ 1 ), so hat im Intervalle x Q <Cx <ix x
(mit Ausschluss der Grenzen) u i leeine Nullstelle, u 2 eine, u 3
zwei, . . . u n (n — 1), und die Nullstellen zweier aufeinander
folgender Functionen Uh, u h -\-i separiren sich gegenseitig.
7. Ein mit willkürlichen Constanten A m . . . A„ gebildetes
lineares Aggregat der Integrale u m ... u n ,
(welche Function natürlich nicht der Differentialgleichung
(23) genügt), besitzt im Intervall x 0 < x < x x mindestens
m — 1 und höchstens n — 1 Nullstellen.
aus der Differentialgleichung (23) ableitbaren Gleichung
durch Vergleichung der Vorzeichen beider Seiten beweisen.
Es ist dies die vielbenutzte Relation, welche, wenn u, u Nor
malfunctionen des Gebietes x 0 ... x x sind, die „Orthogonali
täts-Eigenschaft“ ergiebt. (Vergl. über die Stürmischen Sätze
auch Boutli, 1. c. p. 240—43, und Bayleigh, 1. c. I p. 232—38.)
Den Satz 6) hat Sturm zuerst durch eine sich auf das
Erkaltungsproblem beziehende physikalische Erwägung ge
wonnen*). Es stellt nämlich
B m u m e * mt \-B n u n e *»*
ein mögliches Erkaltungsgesetz für einen bei x — x 0 und
x = X x begrenzten Stab von der inneren Leitungsfähigkeit
a n , dem Ausstrahlungsvermögen a und der Wärmecapacität
a x dar; für t — -f- oo reducirt sich dieser Ausdruck auf das
erste Glied, für t = — oo auf das letzte, und hat also in
diesen Grenzfällen m — 1 bezw. n — 1 Zeichenwechsel. Es
ist nun physikalisch selbstverständlich, dass während der
Erkaltung, die zur Zeit t = — oo begonnen hat, Jeeine neuen
*) Liouville’s Journal I, p. 432 — 34.