Beispiele: Klassen von Differentialgleichungen erster Ordnung in x, y. 145
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durch Quadratur bestimmt. Man bemerkt, dass sich kein Multiplicator
ergiebt, wenn F sich auf ^ reduciert, da dann der Nenner Null
ist. Die betreffende Differentialgleichung xäy — ydx = 0 ist nämlich
die der Bahncurven, für welche die infinitesimale Transformation
x Tr- + y trivial ist.
ex 1 3 dy
4. Beispiel: Die eingliedrige Gruppe der Rotationen um den An
fangspunkt
x x = x cos a — y sin a, y x — x sin a -f- y cos a
sei vorgelegt. Die Curve, auf welche wir alle Transformationen der
Gruppe ausführen, denken wir uns in x t und y x geschrieben:
= 0.
Alsdann ergiebt sich durch Ausführung der zur obenstehenden in
versen Transformation, die ja ebenso wie diese die allgemeine Trans
formation der Gruppe ist, die Curvenschar:
£l(x cos a
0.
y sin a, x sin a -f- y cos a)
Um nun die Differentialgleichung dieser Schar aufzustellen, haben wir
zu differenzieren:
da
+
8 (x cos a — y sin a)
da
(dx cos a — dy sin d) +
(ßx sin a + dy cos d) — 0
d{x sin a -f- y cos a)
und aus den beiden letzten Gleichungen a zu eliminieren. Dies ist
etwas unbequem: Bezeichnen wir für den Augenblick die beiden' hierin
vorkommenden Differentialquotienten von ii mit u und v, so giebt
die letzte Gleichung
u cos a + v sin a
u sin a — v cos a
und also:
xdy
ydx u(x cos a — y sin a) -f- v{x sin a -(- y cos a)
u (x sin a -J- y cos a) — v{x cos a — y sin a)
xdx -j- ydy
Nun aber ist
(x cos a — y sin df -f- (x sin a -f- y cos df — x 2, -f- y 2 .
Daher kann die rechte Seite der vorletzten Gleichung als Function
von x cos a — y sin a und x 1 -f- y 2 betrachtet werden. Ebenso lässt
sich ii — 0 in der Form
x cos a — y sin a — (D(x 2 + y 2 )
Uie, Differentialgleichungen. 10
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