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Kapitel 16, § 1.
Satz 1: Nimmt eine Differentialgleichung zweiter Ordnung zwischen
x, y: £l(x, y, y, y") — 0 vermöge einer Transformation
Xi = cp(x,y), y x = t(x,y)
in den neuen Veränderlichen x x , y x die Form £l x (x,, y 1} yf, yf') — 0
an, so führt diese Transformation die Schar der Integralcurven von £1 = 0
in die der Integralcurven von £1, = 0 über.
Hieraus folgt als Zusatz:
Satz 2: Eine Differentialgleichung £i(x, y, y, y") = 0, deren Inte
gralcurven durch die Gleichung a (x, y, a,b) = 0 dargestellt werden, bann
hei Einführung neuer Veränderlicher vermöge der Transformation
x i = <p( x , y), Vi = y)
dann und nur dann wieder in der Form Sl (x x , y 1 , yf, yf) = 0 ge
schrieben werden, wenn die Schar der Integralcurven ca = 0 die Trans
formation gestattet.
Wir werden also auch dann die Redeweise gebrauchen können,
dass die Differentialgleichung £1 = 0 die Transformation x x = (fix, y),
Vi = y) gestatte.
Beispiel. Beispiel: Die Differentialgleichung
y" = 0
hat die Integralcurven:
y = ax -f- b,
d. h. die Geraden der Ebene. Diese Geraden werden bei der Rotation
x x — x cos a — y sin cc, y x = x sin a -j- y cos a
unter einander vertauscht, wie wir schon in früheren Beispielen her
vorhoben. Es ist hier:
dyj dx • sin cc -J- dy • cos a sin cc -f- y cos a
dx x dx ■ cos a — dy • sin cc cos cc — y sin cc
also
sin cc -\- V cos a
cos a — y sin a
dx, dx •
dx • cos cc — dy • sin cc
(cos cc — y sin cc) ■ d y • cos a -J- (sin a -f- y cos cc)-dy • sin cc
1
dx-cosce — dy sin cc
(cosa —y sina) 2
1
dy
y
(cos a— y sin cc) 2
(cosa — y sina) :
dec cosa — dy - sina
Die aus y" — 0 hervorgehende Differentialgleichung unterscheidet sich
also von yf'— 0 in der That nur um einen unerheblichen Factor.
Bei unserer Transformation
(2)
x i = <Pi x ,y), yx = 4>( x , y)
ist: