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Kapitel 13, § 5.
Um den ersten Beweis zu liefern, stellen wir das der linearen par
tiellen Differentialgleichung U'f= 0 äquivalente simultane System auf:
dx dy dy
l V
(ii)
dx'\dy dx) J dy ^
von dem wir nach Voraussetzung schon ein von y freies Integral
n(x, y) kennen. Vermöge
u(x, y) — c
können wir etwa y entfernen und erhalten eine Differentialgleichung
erster Ordnung von der Form:
(12)
dy 10*7,1 /0*7
“ t jx "i" t l
di
dx
£ \dy dx
)y
1 0g / 2
Jdy y
Bestimmung
d. 2. Inv.
durch eine
Biccati’solie /•-< q\
Diffgl. fJ-Oj
zwischen den beiden Veränderlichen y und x, indem y überall ent
fernt ist. Diese Gleichung wird aber im allgemeinen die die Rolle
einer Constanten spielende Grösse c enthalten.
Diese Differentialgleichung hat die Gestalt:
% = X+X l y + X i y’\
wo X, X ± und X 2 Functionen von x (und c) sind. Wir bezeichnen
sie wie üblich als eine Riccati’sche Gleichung.
Im allgemeinen würde ihre Integration nicht durch Quadraturen
allein möglich sein, aber in unserem Falle geht dies doch, weil uns
Lösung die- Hämlich eine particulare Lösung derselben bekannt ist. Wir wissen
schen i Dffgi'j a » ^ ass Bahnkurven der Gruppe Uf der Ebene bei dieser Gruppe
invariant bleiben, dass also die Linienelemente längs einer solchen
bei der erweiterten Gruppe U'f unter sich vertauscht werden. Mithin
erfüllt die Schar aller oo 2 Linienelemente der oo 1 Bahncurven der
Gruppe üf eine Gleichung, die bei U'f invariant ist, also eine Integral
gleichung des simultanen Systems (11) ist. Diese Integralgleichung
lässt sich sofort aufstellen, denn die Linienelemente {x, y, y') der
Bahncurven von üf haben in ihren Punkten (x, y) eben die Fort-
schreitungsrichtungen y, welche die infinitesimale Transformation üf
den betreffenden Punkten zuordnet. Sie erfüllen also die Gleichung:
y
oder
W — V = o.
Also ist y — ~ eine Particularlösung der Differentialgleichung (12)
oder (13), sobald nur aus ihr y vermöge u(x, y) = c entfernt wird.