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Ueber die Gleichung: Au -f- ¥ 2 u = 0.
Von speciellen gelösten Fällen, bei welchen a n nicht con-
stant ist, sei nur das Problem der freien Schwingungen eines
hängenden Seiles, welches nur durch seine eigene Schwere ge
spannt ist, in Erinnerung gebracht. Die Spannung a n ist dann
n x \
variabel und zwar — p 0 ■—jwo p 0 die Spannung am
oberen Ende (x = 0) bezeichnet. Dieses Problem ist mehr
fach behandelt worden, so schon von Daniel Rernoulli\ es
führt auf Bessel’sclie Functionen, welche bei dieser Gelegen
heit überhaupt zujn ersten Male eingeführt worden sind*).
I). Rechteck und Grenzfalle desselben.
Ist die partielle Differentialgleichung
_l_ ^ i u — o
dx 2 ^ dyu
für ein Rechteck von den Seiten a (parallel der X-Axe) und
b (parallel der Y-Axe) unter der Greuzbedingung
hü -|- = 0,
' cn ’
in welcher h längs jeder Seite constant ist, zu integriren, so
setzt man u gleich einem Producte aus einer Function X von
x allein und einer solchen Y von y allein und erhält für
diese Functionen die gewöhnlichen Differentialgleichungen
i£ + vx-0, §£+r*r-o,
worin k' 2 , k" 2 Constanten bezeichnen, deren Summe — k 2
ist. Diese Differentialgleichungen sind von derselben Form,
wie die im Vorhergehenden ausführlich behandelte. Die
Normalfunctionen für das Rechteck sind also bei der all
gemeinen Randbedingung:
U m ,n = Sin k' m (x — X m ) • sin kfflj — y n ) ,
wobei k' m , x m und k'f, y n durch die transcendenten Gleichungen
(24) und (25) bestimmt werden, in welchen nur die Bezeich
nungen in leicht ersichtlicher Weise zu modificiren sind.
Ist speciell die Randbedingung ü — 0 für alle Seiten
: ) Daniel Bernoulli, Comm. Acad. Petrop. VI, 1732/33.