Yon den ausgezeichneten Lösungen. § 6.
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u n = sin [k n {x — xff\,
da das allgemeine Integral der Differentialgleichung ja eine
solche Form hat; aber die ausgezeichneten Werthe le n bilden
jetzt nicht mehr eine arithmetische Reihe, sondern sind die
Wurzeln einer complicirteren transcendenten Gleichung, welche
folgendermassen lautet:
(24)
Jc_
K
h 0 tg Je l — Je '
h 0 -f- Je tg Jel ’
die Constante x n bestimmt sich aus:
(25) tg x n h n = \ •
Man erhält jetzt also auf Grund der Schluss weise auf S. 63
ebenfalls eine trigonometrische Reihe, aber die Argumente der
einzelnen Glieder sind nicht mehr ganzzahlige Vielfache des
ersten dieser Argumente. Das bekannteste physikalische Pro
blem, dessen Lösung durch solche Reihen geliefert wird, ist
das vielfach behandelte des Wärmeausgleiches in einem Stabe,
dessen Endflächen in die Umgebung Wärme ausstrahlen,
während die übrige Oberfläche vor Wärmeabgabe geschützt
ist. — Ist h 0 = h l — h, so vereinfachen sich die Gleichungen
(24) und (25) zu
(24') | =
(250
Je n l — mit
Darin bedeutet m irgend eine ganze Zahl; es genügt aber,
ihr die Werthe 0 und 1 beizulegen, d. h. sämmtliche Wurzeln h
zerfallen in zwei Gruppen, von denen die eine durch
Y = tg y, die andere durch ~ = — cotg y gegeben ist*).
*) In dem anderen speciellen Fall, dass ti 0 = oo, d. h. u = 0 ist
für x = 0, sind alle Werthe von Tt durch die tianscendente Gleichung
Je = h, tg Ici gegeben, welche auch bei der Integration unserer Diffe
rentialgleichung für die Kugel auftreten kann (cf. § 7 c) und gelegent
lich des letzteren Problems von Riemann (Partielle Differentialglei
chungen, §§ 65 u. 66) ausführlich discutirt worden ist. Auch hat für
diesen Fall Fudzisawa (Dissertation, Strassburg 1886) nach Christoffel
die Entwickelbarkeit einer willkürlichen Function in die oben erwähnte
trigonometrische Reihe streng bewiessn.