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Kapitel 23, § 2.
§ 2. Zurückführung einer dreigliedrigen Gruppe, deren erste
derivierte dreigliedrig ist, auf ihre canonische Form.
Angenommen, es handelt sich um die gegebene dreigliedrige
Gruppe ü x , TJ 2 , TJ 3 , deren erste derivierte auch dreigliedrig ist, und
deren infinitesimale Transformationen nicht sämtlich dieselben Bahn-
curveu haben. Nach dem Früheren muss sie auf einen der Typen
reducierbar sein:
1) p + q, xp + yq, x 2 p + y 2 q\
2) p, 2xp -f yq, x 2 p + xyq.
Um zu entscheiden, auf welchen, suchen wir die Anzahl der in
varianten Differentialgleichungen erster Ordnung. Zu dem Zweck
bilden wir nach-der Schlussbemerkung des vorigen Paragraphen die
Determinante z/. Beim Typus 1 lautet sie:
11 0
X y 0
a 2 y 2 2{y — x)y
= 2{y~ xfy.
ln der That ist, wie man verificieren mag, y = 0 eine invariante
Differentialgleichung erster Ordnung. Offenbar ist auch
beim ersten Typus eine solche. Beim Typus 2 lautet die Determinante
1
2x
X 2
0
y
xy
0
— y
y — xy
Sie liefert also keine invariante Differentialgleichung,
ist auch hier
Aber offenbar
invariant. Typus 1 und 2 unterscheiden sich mithin dadurch, dass
der erste zwei, der zweite nur eine Differentialgleichung erster Ord
nung invariant lässt, weshalb sie auch wesentlich verschieden sind.
Nun suchen wir in derselben Weise die bei U 1} U 2 , U 3 invarianten
Differentialgleichungen erster Ordnung. Sind es zwei, so ist die vor
gelegte Gruppe auf die erste Form, ist es nur eine, so ist sie auf die
zweite Form reducierbar.
Reduction
auf Typus 1.
Zunächst mögen es zwei sein, d. h. U 1} U 2 , U 3 sei auf Typus 1
reducierbar. Dieser Typus hat die Zusammensetzung: