Linear differential invariance under an operator related to the Laplace transformation. (Q2587312)
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scientific article
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Linear differential invariance under an operator related to the Laplace transformation. |
scientific article |
Statements
Linear differential invariance under an operator related to the Laplace transformation. (English)
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1940
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Verschwinden \(F(t)\), \(F^\prime(t)\), \dots, \(F^{(n-1)}(t)\) für \(t = 0\), so gelten für die Laplace-Transformation \(\mathfrak L\{F(t)\} = f(s)\) die Beziehungen: \[ \mathfrak L \left\{ \frac{d^n F(t)}{dt^n}\right\} = s^n f(s), \quad \mathfrak L\{t^k F(t)\} = (-1)^k \frac{d^k f(s)}{ds^k}. \] Im Anschluß hieran studiert Verf. den schon von \textit{Pincherle} und \textit{Amaldi} (Operazioni distributive (Bologna 1901; F. d. M. 32, 75 (JFM 32.0075.*)); siehe S. 361) betrachteten linearen Operator \(\sigma\), der durch die Eigenschaft \[ \sigma\{ x^k D^n F\} - (-1)^k D^k (x^n F), \quad \text{ kurz: } \quad \sigma x^k D^n = (-1)^k D^k x^n \] definiert ist. Ist \(y\) ein linearer Differentialoperator, d. h. ein Polynom in \(x\) und \(D\), und gilt die Gleichung \(\sigma y = ty\), wo \(t\) eine Wurzel der Gleichung \(t^4 = 1\) ist, so heißt \(y\) eine \(t\)-Variante hinsichtlich \(\sigma\). Eine 1-Variante heißt auch Invariante. Solche Invarianten sind z. B. \(A_1 = D^2 + x^2\), \(A_2 = x^2 D^2 + 2 x D\) und damit auch alle linearen Kombinationen von Ausdrücken der Form \(A_1^{m_1} A_2^{m_2} A_1^{m_3} A_2^{m_4} \dots\). Es wird gezeigt, daß jede Invariante eine lineare Kombination von Invarianten der Gestalt \[ A_1^{n-k} A_2^k (0 \leqq k \leqq n) \;\text{ und } \;\frac{1}{4(n-k)(k+1)} (A_1^{n-k} A_2^{k+1} A_2^{k+1} A_1^{n-k}) \, \, (0 \leqq k < n) \] ist. Jeder Differentialoperator kann eindeutig in die Summe von vier Vertretern der vier möglichen Typen von \(t\)-Varianten zerlegt werden. -- Verf. behandelt weiter in Verallgemeinerung der Gleichung \(\sigma y - ty = 0\) Gleichungen der Gestalt \[ a_3 \sigma^3 y + a_2 \sigma^2 y + a_1 \sigma y + a_0 y = 0 \] und die entsprechende inhomogene Gleichung (wegen \(\sigma^4 y = y\) brauchen höhere Potenzen nicht betrachtet zu werden), ferner Gleichungen, deren Koeffizienten nicht Konstante, sondern selbst lineare Differentialoperatoren sind.
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