Bemerkung zum Fundamentalsatz der Theorie der Systeme linearer partieller Differentialgleichungen I. Ordnung. (Q2591309)
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| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Bemerkung zum Fundamentalsatz der Theorie der Systeme linearer partieller Differentialgleichungen I. Ordnung. |
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Statements
Bemerkung zum Fundamentalsatz der Theorie der Systeme linearer partieller Differentialgleichungen I. Ordnung. (English)
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1939
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Der fragliche Fundamentalsatz lautet: Genügt \(f(P) = f(x_1, \dots, x_n)\) in der Umgebung eines Punktes \(P_0\) gleichzeitig den beiden Differentialgleichungen \(A(f) = \sum\limits_{\nu = 1}^n a_\nu f^\prime_{x_\nu}\) und \(B(f) = \sum\limits_{\nu = 1}^n b_\nu f^\prime_{x_\nu}\), so genügt \(f\) auch der Differentialgleichung \[ K(f) = A(B(f))-B(A(f)) = 0. \] Es wird ein Beweis dieses Satzes gegeben für den Fall, daß die \((a_\nu, b_\nu \) und) \(f\) nur einmal stetig differenzierbare Funktionen von \(x_1, \dots, x_n\) sind. Der Beweis stützt sich auf die beiden Hilfssätze: \[ \int\limits_{\mathfrak R} F (G^\prime_{x_\nu}\cos\, (\mathfrak nx_\varrho) G^\prime_{x_\varrho} \cos (\mathfrak nx_\nu))\, d\sigma= \int\limits_{\mathfrak M} (F^\prime_{x_\nu} G^\prime_{x_\varrho} F^\prime_{x_\varrho}G^\prime_{x_\nu}) \, d\tau, \tag{1} \] wo \(\mathfrak M\) ein \(n\)-dimensionaler, achsenparalleler abgeschlossener Würfel im \(R_n\) (von der Kantenlänge \(h\)) ist, \(\mathfrak R\) der Rand von \(\mathfrak M\) und \(\mathfrak n\) die äußere Normale von \(\mathfrak R\), wo ferner \(d\sigma\) bzw. \(d\tau\) das \((n - 1)\)- bzw. \(n\)-dimensionale Volumelement bezeichnen und \(F\) sowie \(G\) auf \(\mathfrak M\) einmal stetig differenzierbar sind; \[ K(f) = \left( \sum_\nu \frac {\partial b_\nu}{\partial x_\nu}\right)A(f)\left( \sum_\nu \frac {\partial a_\nu}{\partial x_\nu}\right)B(f)+ \tag{2} \] \[ + \lim_{h \to 0} \frac 1{h^n} \int\limits_{\mathfrak R} \left\{ \left( \sum_\nu a_\nu \cos (\mathfrak n x_\nu)\right) B(f) \left( \sum_\nu b_\nu \cos (\mathfrak n x_\nu)\right) A(f)\right\}\, d\sigma, \] wo \(\mathfrak M\) den Punkt \(P\) enthalten und für \(h\to 0\) sich auf \(P\) zusammenziehen soll. Es wird (2) mit Hilfe von (1) erschlossen.
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