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Y. Abschnitt. § 6. Differentialgleichungen höherer Ordnung
882. Allgemeine Differentialgleichung zweiter Ordnung.
Im allgemeinen führen Probleme, in welchen Krümmungseigenschaften
ebener Kurven zum Ausdruck kommen, auf Gleichungen von der Form
f(x, y, y', y") = 0; die Lösung kann dann nur unter besonderen Voraus
setzungen auf Quadraturen zurückgeführt werden. Nachstehend sind zwei
Probleme dieser Art behandelt.
I. Die oo 2 Krümmungsmittelpunkte eines zweifach unendlichen Kur-
xensystems können auch so geordnet werden, daß man diejenigen zu
sammenfaßt, die zu einem Punkte M(x/y) der Ebene gehören; dadurch
wird jedem Punkte der Ebene eine Kurve zugeordnet. Wie lautet nun
die Differentialgleichung eines zweifach unendlichen Kurvensystems, dem
ein gegebenes ebenso mächtiges Kurvensystem in dem eben erklärten
Sinne zugeordnet ist?
Es sei F(%, r h x,y)=>0 (A)
die Gleichung des gegebenen Kurvensystems. Zu dem Linienelement
xjy/y r des gesuchten Systems gehört ein Krümmungselement mit dem
Krümm ungsmittelpunkt
(1+W
n s =y +
1 + y
y ' • - ■ y
und dieser muß auf der dem Punkte xjy zugeordneten Kurve des gege
benen Systems liegen; mithin ist
(1 + y' i )y'
~ y" ’
die gesuchte Differentialgleichung.
f{a
V +
i + y"‘
y"
7 Z, y)
0
(B)
Sollen insbesondere die zu einem Punkt xf y gehörigen Krümmungs-
^ j kreise ein Kreisbüschel bilden, so ist der Ort ihrer Mittel
punkte eine Gerade (Fig. 239); es hat dann die Gleichung
(A) die Form: a% + bi] + c = 0, (A*)
\ wobei a, b, c gegebene Funktionen von x, y sind. Die
i Differentialgleichung des so gearteten Kurvensystems
lautet also:
Fig. J39.
nach y" aufgelöst:
. a
a\x
(l + y*)y'
V
) + i{y + 1 ^)+o-o,
!/" = (! + y s )(«y - ß),
(B*)
worm cc
hängen.
ax -\-by-\-c
7 ß~
ax-\-by-\-c
im allgemeinen von x und y ab-