Lösung der Randwertaufgaben. § 4.
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Dass es die oben definirte Function G v wirklich giebt, ist
für beliebig begrenzte ebene Bereiche dadurch plausibel; dass
eine in einen festen Rahmen gespannte Membran durch solche,
in inneren Punkten x 0 , y 0 , ..x h , y^.. angreifende periodische
Kräfte, welche bei den Eigenschwingungen der Membran
von gleicher Periode zusammengenommen im Mittel (d. h.
während einer Periode) keine Arbeit leisten, in erzwungene
Schwingungen von endlicher Amplitude versetzt werden wird.
Damit aber die äusseren Kräfte bei jeder Eigenschwingung
von der gegebenen Schwingungsdauer keine Arbeit leisten,
müssen im Falle, wo k 2 ein v-facher ausgezeichneter Werth
ist, in mindestens v -f- 1 Punkten x Q , y 0 , ... x v , y v solche
Kräfte angenommen und ihre Intensitäten, welche ja mit den
Coefficienten o 0 , . . . a v der unendlich gross werdenden Glieder
der Entwickelung von G v proportional sind, so gewählt wer
den, dass die Ausdrücke
a o u i(?o> yo) + a i u Á x i> ifiH b «vtti(av, yv),
a 0 u v (x 0 , ^/q) -j— Oi-^Uy(xy, i/j) -j— •• • -j- & v Uv(xy, yl)
verschwinden; dieser giebt sich leicht auf Grund einer ganz ähn
lichen Betrachtung, wie wir sie oben (S. 292—93) zur Ableitung
der Bedingungen für die Randwerthe u angestellt haben. Das
Verschwinden der vorstehenden Ausdrücke ist aber gerade
in den Gleichungen (80), welche die Constanten a 0 , . . . a v der
Function G v definirten, ausgesprochen. Nur wenn die Punkte
x 0 , y 0 ,.\.x r , y V) in denen die Kräfte angreifen, ganz specielle
Lagen haben (für welche die sämmtlichen Determinanten (81b)
verschwinden, und somit die Constanten die Form ~ an
nehmen), z. B. wenn sie bei allen Eigenschwingungen von
der durch k 2 gegebenen Periode in Ruhe bleiben, können die
Intensitäten der Kräfte beliebig sein.
Da Kräfte, welche den erwähnten Bedingungen unter
liegen, eine etwa vorhandene Eigenschwingung nicht beein
flussen, so kann in der Schwingungsart, welcher die Function
G v entspricht, eine beliebige Eigenschwingung enthalten sein;
in der Function G v bleibt also ein lineares Aggregat der Normal