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V. Abschnitt. § 7. Lineare Differentialgleichungen
wofür, wenn man das Polynom der charakteristischen Gleichung (3) mit
co(r) bezeichnet, kürzer geschrieben werden kann:
GJ
1
dx + ^z + ^z +
P-Vfr \
-1)! ^ ) + - , ‘ + ^" 1)=3 °-
1*2 ‘ 1 (l
Da aber r x eine A-fache Wurzel von (3) ist, so bringt es auch die Ab
leitungen von aj(r) bis zur Ordnung A — 1 einschließlich auf Null, d. h.
es ist ajfo) = 0, n'(r t ) - 0, . . ., c^-%) = 0,
während H= 0; infolgedessen vereinfacht sich die obige Gleichung zu:
l\ ^
G + i)i
.^)_1 ¡_ ^-1)= o.
Von dieser gleichfalls homogenen linearen Differentialgleichung mit
konstanten Koeffizienten läßt sich aber ein Integral durch bloße Über
legung feststellen; es genügt ihr nämlich jede Funktion, deren Ableitun
gen von der A — l-ten Ordnung aufwärts identisch verschwinden; die all
gemeinste Funktion dieser Art ist aber ein Polynom vom Grade A — 2
mit willkürlichen Koeffizienten; man hat also in
2 = C 0 + c x x -} + c x _ s x*~ 2
eine Lösung jener Gleichung; aus ihr ergibt sich, mit abgeänderter Be
zeichnung der Konstanten,
j*säx = C 0 -f G x x -f C 2 x 2 + •• • 4- C } _ x x l ~ l .
Mithin lautet der aus der A-fachen Wurzel r x entspringende Teil
des allgemeinen Integrals
e r i x fsdx *» e ri *[C7 0 + C x x -f C 2 x 2 4- • • • -f- 0 ) _ x x l ~ v \\ (7)
er besteht, wie es der Multiplizität der Wurzel entspricht, aus A linear
unabhängigen Integralen, nämlich:
e r *- x } xe ri ® 7 x i e r '- x , ..., x k ~ l e riX .
Ist die A-fache Wurzel r t komplex, = a + ßi, so tritt mit ihr zu
gleich die konjugierte Zahl a — ßi als A-fache Wurzel auf, und aus bei
den entspringt der folgende Beitrag zum allgemeinen Integral:
e“*(cos ßx + i sin ßx) [C 0 ff- C x x -f- C 2 x 2 -f • • • 4- C l _ 1 x l ~ i ]
4- e ß *(cos ßx — isinßx) [O 0 '4- C x x -f- C 2 x 2 -f • • • 4-