387. Homogene Gleichungen mit konstanten Koeffizienten 467
Setzt man dies in (2) ein, so entsteht das allgemeine Integral
J ~~Yx
y = c x y x + c 2 y K
dx.
(o)
Durch Vergleichung mit dem allgemeinen Ausdrucke c x y x -p c 2 y 2 ergibt
sich hieraus für das y x zu einem Fundamentalsystem ergänzende zweite
Integral der Ausdruck
fe~f^ dx 7
Ih - VlJ (lX -
(6)
Zur Erläuterung möge dieser Vorgang an der Gleichung
xy"-(3 + x)y’+3y = 0 (7)
ausgeführt werden. Da die Koeffizientensumme = 0 ist, so wird die Glei
chung offenbar durch y x = e* befriedigt. Auf Grund dieser Kenntnis gibt
die Formel (6)
r -%.+P±
— I p. J x
Vs
dx = e*
r* j x 3 e~ x dx = — (rr 3 + 3a5 2 + Qx + 6);
demnach ist das allgemeine Integral von (7)
y = c x e x + c 2 (x 3 -P 3# 2 -P 6x -f- 6).
387. Homogene Gleichungen mit konstantenKoeffizienten.
Unter den homogenen linearen Differentialgleichungen verdienen diejeni
gen mit konstanten Koeffizienten besondere Beachtung; ihre Lösung führt
auf ein algebraisches Problem, auf die Bestimmung der Wurzeln einer
algebraischen Gleichung.
Die Gleichung
y {n) -p a x i/ n - 1} + a 2 y( n ~V -j P a n y = 0, (1)
worin a x , a 2 , . . a n gegebene (reelle) Zahlen sind, wird nämlich durch
jede Funktion befriedigt, welche die Eigenschaft
y = ry
besitzt, sobald die Konstante r so bestimmt wird, daß
r n -p a x r n ~ 1 + a 2 r n ~ 2 H P a n = 0
ist. Es ist nämlich eine Folge von (2), daß
V" = rhj, y" = r 3 y, . . ., yW = r n y;
die Einsetzung von (2) und (4) in (1) gibt aber
y[r n + a x r n - x + a 2 r n ~ 3 -\ P a n ] = 0,
(2)
(3)
W
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