344. Auffassung und Lösung einer Differentialgleichung erster Ordnung 357
Infinitesimale Betrachtungen, wie sie in der Geometrie, in der Mecha
nik und anderen angewandten Gebieten angestellt werden, führen zu
Differentialgleichungen. Es erweist sich nämlich häufig als durchführbar,
die Eigenschaften eines geometrischen Gebildes anzugeben, wenn man
sich auf einen sehr engen Bereich beschränkt, oder die Gesetze eines zeit
lichen Vorgangs mathematisch auszudrücken, wenn man seinen Verlauf
während einer infinitesimalen Zeitdauer ins Auge faßt. Ist dies gelungen,
so ist das betreffende geometrische, mechanische, physikalische, statisti
sche o. dgl. Problem auf das mathematische Gebiet und zwar auf das Ge
biet der Differentialgleichungen übertragen, wo nuu die Aufgabe gelöst
wird, die Eigenschaften des geometrischen Gebildes in seiner ganzen räum
lichen Ausdehnung, die Gesetze des Vorgangs in seinem ganzen zeitlichen
Verlauf zu erforschen. Hierin liegt die große Bedeutung der Differential
gleichungen für die angewandten Gebiete.
In geschichtlicher Beziehung sei bemerkt, daß die Differentialglei
chungen im Grunde genommen gleichzeitig mit der Infinitesimalrechnung
aufkamen; denn die Forderung, eine gegebene Funktion f(x) zu integrieren,
drückt sich in der einfachsten Differentialgleichung aus: ~ — fix). Die
Aufgabe, eine Differentialgleichung zu lösen, hat im Laufe der Zeit ver
schiedene Auslegungen erfahren; die Schwierigkeiten, welche manche
Gleichungen der jeweils geltenden Auffassung bereiteten, gaben Anlaß zu
einer neuen Auffassung. So hat sich ein Fortschritt von ursprünglich spe
ziellen zu immer allgemeineren Auslegungen des Lösungsproblems voll
zogen.
A. Gewöhnliche Differentialgleichungen.
§ 1. Differentialgleichungen erster Ordnung. Allgemeines.
344. Auffassung und Lösung einer Differentialgleichung
erster Ordnung. Eine gewöhnliche Differentialgleichung erster Ord
nung hat die allgemeine Form
/'(>, V, y') = 0; (1)
wesentlich ist dabei jedoch nur das Auftreten von y ; x oder y oder beide
zugleich brauchen nicht explizite vorzukommen.
Die Gleichung lösen heißt alle Funktionen y von x bestimmen, welche
nebst ihrem Differentialquotienten y sie identisch befriedigen.