490 V. Abschnitt. § 8. Integration durch Reihen
meine Integral dar, jedoch nur dann und so weit, als die Reihe konver
gent ist.
Liegt nichts im Wege, die Null als Ausgangspunkt der Entwicklung
zu wählen, so tritt die Maclaurinsche Reihe an die Stelle der Taylor-
schen und es bedeuten nun in
V = Vo + r « + f°"2 H— (3)
Vo, Vo> 2/o"> • • • die zu x = 0 gehörigen Werte von y, y, y",....
Indessen ist der angedeutete Weg nur in besonders einfachen Fällen
zu empfehlen. Zweckmäßiger ist es zumeist, die Reihe fiir y der Form
nach anzunehmen, also
y = A 0 x rn + A x x m +P' 4- A 2 x m+ ** 4 (4)
zu setzen; unter der Voraussetzung, daß diese Reihe konvergent ist, er
geben sich auch für y',y'\ ..., y^ ] konvergente Reihen durch gliedweise
Differentiation von (4) (88). Alle diese Reihen in die vorgelegte Differen
tialgleichung eingesetzt, erhält man eine Gleichung, welche indentisch,
d. h. für alle Werte von x erfüllt sein muß. Indem man dies analytisch
zum Ausdruck bringt, erlangt man die erforderlichen Gleichungen, um
1. den Anfangsexponenten m, 2. das Fortschreitungsgesetz der Exponen
ten, also die Natur der Zahlenreihe p lf . . .; 3. die Koeffizienten A 0 ,
A lf A gf .. . zu bestimmen.
Bleiben so viele dieser Koeffizienten willkürlich, als der Ordnungs
exponent der Gleichung Einheiten hat, so ist durch (4) das allgemeine
Integral gefunden.
Immer aber hängt schließlich die Zulässigkeit des Verfahrens von
der Konvergenz der gewonnenen Reihe ab.
Es ist nicht ausgeschlossen, daß man auf dem bezeichneten Wege
auch solche Integrale findet, die in endlicher Form durch elementare
Funktionen sich ausdrüeken lassen; es braucht beispielsweise nur die ge
fundene Reihe die Entwicklung einer bekannten elementaren Funktion
zu sein.
394. Beispiele. 1. Wir fangen mit einer Gleichung an, bei welcher
beide Methoden in durchsichtiger Weise zum Ziele führen und die über
dies direkte Integration gestattet, nämlich mit
y" — ay- («)