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Zweiter Theil. Integral-Rechnung.
310. Wenn eine Differentialgleichung der ersten Ordnung
und ersten Grades in der Form
(1) Mdx + Ndy = 0,
wo M, N im Allgemeinen Functionen von x, y bedeuten, ge
schrieben ist, so liegt es nahe, zu fragen, ob nicht die linke
Seite das unveränderte Resultat der Differentiation einer ge
wissen Function darstelle; wäre dem so und u diese Function,
so könnte statt (1) kurz
du = 0
geschrieben werden; das aber findet für beliebige Werte von
x, y nur statt, wenn
(2) u = C;
damit hätte man das allgemeine Integral von (1) gefunden.
Da aber in solchem Falle
M =
du
dx :
N =
du
dy
sein muss, so folgt, dass nothwendig
(3)
dM
dy
d s u
ist, weil beide Differentialquotienten der Ausdruck für -^Ydy s * nc ^
Nur wenn also die Bedingung (3) erfüllt ist, ist die linke
Seite der Gleichung (1) ein „exactes Differential“; die Glei
chung selbst heisst dann eine exacte Differentialgleichung.
Das Vorhandensein der Bedingung (3) vorausgesetzt, kann
die Function u und dadurch das allgemeine Integral auf fol
gende Weise bestimmt werden.
Da Mdx das partielle Differential von u in Bezug auf x
vorstellt, so wird u durch Integration von Mdx in Bezug auf
x erhalten bis auf einen von y allein abhängigen Theil, so dass
man setzen darf
u =j Mdx + Y,
wobei die Integration so zu geschehen hat, als ob y constant
wäre. Durch Differentiation dieser Gleichung ergibt sich aber
'df Mdx
du = Mdx -f- Ndy — Mdx -f-
L cy
+
dY
dy _
dy