Quadraturen — Zurückf. auf. 498 Quadraturen — Zurückf. auf.
aus jedem Integral unserer Gleichung
f{x, y, a) = c das Hauptintegral finden
lässt. Setzt man nämlich hierin für x
x 0 und Zq für 2, so hat man:
/■(*> V, z) = f(x 0 , y, z 0 ),
eine Gleichung, aus der sich 2 0 ergibt.
Da nun die Gleichung
X dx + Ydy -f- Z dz — 0
für jeden Werth von x, also auch für
x 0 gelten muss, wo dann dx — 0, 2 = 2 0
wird, so erhalten wir :
Y 0 dy+Z 0 dz 0 =0,
wo F 0 , Z 0 diejenigen Werthe von Y
und Z sind, welche man erhält, wenn
man' darin x und z bezüglich mit x 0
und z 0 vertauscht, während y beliebig
bleibt.
Die Integration dieser Gleichung gibt
nun z 0 als Function von y allein mit
einer willkürlichen Constante «. Sei:
z o=V'(y > «),
so ist also das Integral der anfänglich
vorgelegten Gleichung:
i/,(y, n) = <f {x, y, 2).
Die Integration ist also zurückgeführt
auf 2 Gleichungen mit 2 Variablen:
Xdx-j-Zdz-0 und Y 0 dy-\-Z 0 dz 0 = 0,
welche man unabhängig von einander
integriren kann. Von der ersten, in der
man y constant denkt, ist jedoch das
Hauptintegral z 0 — y{x, y, z) zu bilden,
und schliesslich aus beiden s 0 zu eli-
miniren.
Beispiel. Sei gegeben die Glei
chung :
(ay—bz)dx + (cs — ax)dy + {hx — cy)dz = 0.
Es ist also:
X — ay — bz, Y — cz—ax, Z — bx—cy,
Ausdrücke, die offenbar der Bedingung
der Integrahilität genügen.
Man hat also die beiden Gleichungen;
{ay — 6s) dx -f- {bx—cy) dz — 0,
cs 0 dy — cy dz 0 =0,
indem man a: 0 =0 setzt.
Das Integral der ersten Gleichung ist:
lg {bz- ay)=lg {cy- bx)+lg g,
wo g die willkürliche Constante ist.
Setzen wir hierin x = 0, z=z 0 , so
kommt:
oder:
cy {bz—ay) = (6z 0 — ay) {cy - bx).
Die zweite Gleichung integrirt, gibt
aber:
s 0 =ay,
also durch Elimination von z 0 :
{ba — a){cy — bx) — c {bz — ay),
wo « die willkürliche Constante ist.
Setzt man :
so ist noch:
c
cy—bx_
bz — ay ^ ’
wo y ebenfalls willkürlich ist.
II) Im Falle, dass die Bedingung der
Integrahilität nicht erfüllt ist, gestaltet
sich die Betrachtung der Gleichung
Xdx-\- Ydy-]-Zdz — 0
sehr einfach.
Dieselbe kann nur eine unabhängige
Variable, und muss mithin 2 Integrale
haben. Nun ist es klar, dass die vor
gelegte Gleichung immer ein Integral
gibt, wenn man zwischen x, y und z
eine ganz willkürliche Beziehung an
nimmt, die wir durch:
1) 0 = y (x, y, z)
bezeichnen wollen. Man kann mittels
derselben eine Variable z eliminiren,
und es verschwindet dann auch dz durch
die Gleichung:
2)
d (fi
dz
dz — 0,
wenn man den daraus gezogenen Werth
von dz in die vorgelegte Gleichung ein
setzt. Letztere verwandelt sich also in
eine Gleichung mit 2 Variablen, deren
Integral sein soll:
f(x, y) = t>r.
Die willkürliche Gleichung:
0 = (f {x, y, z)
kann dann als ein zweites Integral be
trachtet werden. Also:
„Wird die Integrabilitätshedingung nicht
erfüllt, so hat die Gleichung immer 2
Integrale, von denen jedoch eins ganz
willkürlich ist.“
lg (6z 0 -«y) = lgc!/ + lg g,
also durch Subtraction:
, bz — ay
lg r 9
bz 0 —ay
, cy — bx
= lg— ,
cy
Der nöthigen Kechnung kann man
auch folgende Form geben. Man mul-
tiplicire Gleichung 2) mit der unbekann
ten Grösse k und addire sie zur vorge
legten Gleichung, so ergibt sich: