376. Definition und Integration eines Systems w-ter Ordnung
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wobei unter X v Y i} - ■ • U { eindeutige Funktionen von x, y, g, • • • u zu
verstehen sind. Für solche Wertverbindungen der letztgenannten Variab
len, für die nicht alle Determinanten n-ten Grades aus der w-zeiligen, aber
n -f- 1 Kolonnen umfassenden Matrix
[*1
Y\ Z\ •
• U A
X 2
X 2 ■ ■
• U 2
X n
x n x n .
■ v n ,
zugleich Null sind, ergeben sich aus (1) die Verhältnisse
dx dy dz du
X ~ ~T IT “ ~u>
(2)
wenn unter X, Y, Z, • • • U die eben erwähnten Determinanten verstanden
werden, gebildet von der 2., 3., • • • 1. Kolonne aus in zyklischer Kolonnen
folge. Man kann aber aus (2) auch n Gleichungen folgender Gestalt formen:
u)
u) }j
und dies bezeichnet man als die Normalform eines Systems n-ter Ordnung
von Differentialgleichungen erster Ordnung, auch kurz als ein Differen
tialsystem. Die Ordnungszahl n stimmt mit der Anzahl der Gleichungen
und der unbekannten Funktionen überein.
Zur Lösung eines solchen Systems sei im allgemeinen das Folgende
bemerkt. Befindet sich unter den Gleichungen (2) resp. (3) eine, die nur
zwei Variable enthält, so hat man es mit einer gewöhnlichen Differen
tialgleichung erster Ordnung zu tun, ihr Integral wird auch ein Integral
des Systems (1) genannt. Mit seiner Hilfe kann man aus den übrigen
Gleichungen eine Variable eliminieren, unter Umständen ein zweites In
tegral gewinnen und in solcher Art die Eliminationen und Integrationen
fortsetzen, wobei zu bemerken ist, daß mit jeder Integration eine willkür
liche Konstante auftritt. Das schließliche Ergebnis wird aus n endlichen
Gleichungen zwischen x 1 y, z, • ■ • u und n willkürlichen Konstanten be-
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dy j. ,
dz j. ,
Tx = U{x,
du . ,
Tx~f^ x <y> *>•••