Integration beschäftigen für den Fall, dass sie eine bekannte drei
gliedrige Gruppe von infinitesimalen Transformationen gestatten. Dies
erfordert einige Vorbereitungen in den folgenden §§ 1 und 2.
§ 1. Über das Problem der Integration von gewöhnlichen Differential
gleichungen dritter Ordnung mit bekannter dreigliedriger Gruppe.
Zunächst fragt es sich, was es überhaupt heisst, dass eine ge- ^Te^fne 0
wohnliche Differentialgleichung dritter Ordnung
y" — 03 (x, y,y,y") = 0
eine infinitesimale Punkttransformation Uf=ip-\-yq gestattet. Sie
gestattet sie dann und nur dann, wenn sie die oo 3 Integralcurven
unter einander vertauscht oder, was auf dasselbe hinauskommt, wenn
die dreimal erweiterte infinitesimale Transformation Uf der linken Seite
der Differentialgleichung ein Increment erteilt von der Form:
9(y"'~ 03)dt,
wo p irgend ein offenbar von y" freier Factor ist. Natürlich bedarf
es eigentlich eines Beweises, dass diese beiden Thatsachen sich mit
einander decken, aber wir verzichten darauf. Der Beweis ist ganz analog
dem Beweise, die wir für den Fall einer Differentialgleichung zweiter
Ordnung gaben. Wir werden überhaupt noch einige unbewiesene Sätze
in diesem Kapitel benutzen. Die Entwickelungen dieses Kapitels
sollen eben nur dem Leser einige Einblicke in weitere Theorien ge
währen und ihn zu tiefergehenden Studien vorbereiten.
Es lässt sich nun zweitens darthun, dass, wenn die Differential
gleichung
y" - 03 0, y, y, y) = 0
die infinitesimale Transformation
Uf= lp + gq
gestattet, alsdann auch die lineare partielle Differentialgleichung in vier
Veränderlichen x, y, y, y":
df
. r df . , df , df ,
A f=d^ + y Ty + y W +C °
Sy" °’
die der Gleichung y"— co = 0 äquivalent ist, die infinitesimale Trans
formation
U"f= + vq + ni + ni
gestattet, welche aus Uf durch zweimalige Erweiterung hervorgeht, und
umgekehrt. Auch diesen ziemlich selbstverständlichen Satz geben wir
ohne Beweis an.
Wir wollen uns das Problem stellen, eine vorgelegte gewöhnliche