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V. Abschnitt. § 7. Lineare Differentialgleichungen
2. Bei den Gleichungen
4l _+a 4f' + ^ ==()
empfiehlt sich ein ähnlicher Vorgang, um zu Gleichungen zu gelangen,
die je nur eine abhängige Variable enthalten. Wenn man dm erste
Gleichung unter Zuziehung der zweiten differentiiert, ergibt sich nach
einiger U mformung
tw + ( №§ + 4t + a¥x “ °»
ebenso aus der zweiten unter Zuziehung der ersten
dt 3
+ ( 0 *+**)4f--«*v-o.
Es wäre jedoch nicht zweckmäßig, bei diesen Gleichungen stehen
zu bleiben; macht man den Differentiationsprozeß noch einmal unter Be
rücksichtigung der ursprünglichen Gleichungen, so kommt man zu
d ' x -+(a*+‘W)^- + Vx-0
dt*
d*y
~dt*
4+ i
dt 8
-j- A ,4 i/ — 0,
also zu zwei bis auf das Zeichen der abhängigen Variablen vollständig
übereinstimmenden homogenen linearen Gleichungen mit konstanten Koef
fizienten, zu denen die charakteristische Gleichung
r 4 -}- (a 2 -f 2ft 8 )» ,2 -|-
gehört, die auch (r 2 -f lt T f + a 2 r 2 = 0 geschrieben und offenkundig nur durch
rein imaginäre Werte von r erfüllt werden kann, deren Quadrate, positiv
genommen, sich als Wurzeln der quadratischen Gleichung (/, 2 —p ) 2 —a 2 p = 0
ergeben. Nennt man diei-e Quadrate cq 2 , cq 2 , so sind die Lösungen der
obigen Gleichungen übereinstimmend
X — A cos <q1 -f JB sin u x t -f- C cos a 5 t + D sin c< 2 t
y = Äcos a t t -f -B'sin a x t -k Gcos a 2 i -{- D'sin a 2 t
Damit es aber die Lösungen des Systems seien, müssen die Be
ziehungen zwischen den Konstanten ermittelt werden; sie ergeben sich
aus der Identität, die durch Einsetzung von x, y in eine der .Gleichungen
entsteht; so liefert die erste die Identität