418 V Abschnitt. § 3. Singuläre Lösungen gewöhnlicher Differentialgleichungen
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I,
Fig. 229.
Das allgemeine Integral repräsentiert eine Schar von Parabeln, die
singuläre Lösung, aus zwei Geraden bestehend, ist deren Einhüllende
(Fig 229).
Allgemein kann folgendes bemerkt werden. Eine homogene Glei
chung, da sie ein bezüglich des Ursprungs perspek-
tives System definiert, kann zur singulären Lösung
nur (reelle oder imaginäre) Gerade durch den Ur
sprung haben. Man erhält diese, indem man in der
Gleichung y durch — ersetzt.
ö a x
2. Die homogene Differentialgleichung
yy' 2 + 2xy'—y = 0
gibt bei Anwendung des letzterwähnten Verfahrens
x 2 + y* = 0
als Gleichung der singulären Lösung. Der Trägerort
der singulären Linienelemente ist der Ursprung, und es sind alle durch
ihn gelegten Linienelemente singulär, weil die Differentialgleichung durch
x = 0, y = 0 bei jedem Wert von y befriedigt ist.
Wie ist nun dieser isolierte Punkt zu deuten? Das
allgemeine Integral
y- = 2 cx -f e 2
stellt ein System von konfokalen Parabeln um den
Ursprung als Brennpunkt dar; der Brennpunkt einer
Parabel aber ist analytisch als Nullkreis gekenn
zeichnet, der mit ihr in imaginärer Doppelberührung
steht; somit bildet er die Einhüllende des Parabel
systems.
Die yorgelegte Differentialgleichung hat also zur
vollständigen Lösung eine Schar homofokaler Parabeln und das Büschel
der Linienelemente durch den Ursprung (Fig. 230). 1 )
1) Als Seitenstück zu diesem Falle, wo also eine isolierte punktförmige sin
guläre Lösung mit einem Büschel von Linienelementen auftritt, sei die Differen
tialgleichung y'* + y* — 0
angeführt. Ihre einzige reelle Lösung ist y — 0, ihre einzige Integralkurve also die
x-Achse, und zwar partikulär und singulär zugleich, letzteres, weil durch jeden
ihrer Punkte zwei vereinigt liegende in sie selbst fallende Linienelemente hin
durchgehen.
Y
-Y
X \
i
I
Fig. 280.