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138 Kapitel 8, §§ 1, 2.
invariant bleibt, d. b. (k 1 )Tj~ 1 = (kJ und nicht = (k 0 ) ist. Wir haben
also gefunden:
Theorem 11: Liegt eine eingliedrige Gruppe der Ebene vor,
so gekört jede Curve der Ebene einer und nur einer Schar von
oo 1 Curven an, welche die Gruppe gestattet. Ist jene Curve
Bahncurve der Gruppe, so sind alle Curven der Schar Bahn-
curven, ist jene Curve keine Bahncurve, so ist auch keine
andere Curve der Schar Bahncurve. In diesem Falle geht die
invariante Schar dadurch hervor, dass man auf die eine Curve
alle Transformationen der Gruppe ausführt.
Sei etwa
&{x, y) = 0
die Gleichung der beliebig gewählten Curve, die keine Bahncurve sein
soll. Anstatt alle Transformationen T a auf sie auszuführen, führen
wir die inversen Tff X aus. Dies kommt auf dasselbe hinaus, denn
jede Transformation der Gruppe ist ja die inverse einer anderen. Dies
Verfahren ist analytisch bequemer, denn Tj~ X hat die Gleichungen (1),
wenn man darin x lf y i als die ursprünglichen, x, y als die transfor
mierten Yariabeln auffasst. Wir werden demnach die Gleichung der
vorgelegten Curve so schreiben:
&(Xx,yi) = 0
und hierin die Werte (1) substituieren. Dadurch geht dann die in
variante Curvenschar, welcher jene vorgelegte Curve angehört, in der
Form hervor:
(6) ß(g>(a, a )> ^0 X > V: °)) = °-
Dies ist also der allgemeine Ausdruck einer bei der Gruppe
invarianten Schar von oo 1 Curven, von denen nicht jede einzeln in
variant ist. ß darf ganz beliebig gewählt werden, nur nicht so, dass
ii(x, y) — 0 gerade eine Bahncurve ist, denn dann würde (6) den
Parameter a in Wirklichkeit gar nicht enthalten.
§ 2. Bestimmung der Differentialgleichungen erster Ordnung,
welche eine vorgelegte eingliedrige Gruppe gestatten.
Um nun die Differentialgleichungen Xdy— Ydx==0 zu finden,
welche die vorgelegte Gruppe (1) zulassen, haben wir nur noch einen
Schritt zu thun:
Die oo 1 Curven (6) sind ja die Integralcurven einer gewöhnlichen
Differentialgleichung erster Ordnung zwischen x und y. Man findet