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Dass diese Eigenschaft der Differentialgleichungen der Variationsrechnung eine
charakteristische ist, hat Herr Hirsch gezeigt, indem er folgenden Satz bewies:
Wenn die Funktion F (x, y, y', • • •, «/ (2h) ) von der geraden Ordnung
2n die Eigenschaft hat, dass der aus ihr abgeleitete lineare ho
mogene Differentialausdruck
ÖF
_ dF
~~ *=o
u
l»)
sich selbst adjungiert ist, so lässt sich durch Quadraturen eine
Funktion f(x,y, y', ■ • • y w ) ermitteln derart, dass F mit Hülfe von
f in der Form dargestellt werden kann
äf
W'
Die Differentialgleichung F = 0 ist mithin der Aufgabe
der Variationsrechnung äquivalent, das Integral
J= pn*, y, y',---,y w )dx
zu einem Extremum zu machen.
Diese Fragestellung lässt sich sofort auf vielfache Integrale und partielle
Differentialgleichungen übertragen. Es seien x x , x 2 , • • •, x n n unabhängige Ver-
änderliche, y eine unbekannte Funktion von ihnen. Es werde ferner
+ b v»
y^i v a ...v n
dx l dx a ... dx n
gesetzt: dann muss eine Funktion y, die das «fache Integral
f f(x v x it ...,x H -, y\...y ...) dx,dx,... dx,
zu einem Extremum macht, der partiellen Differentialgleichung genügen
jV x + V t -\ \-V n Qf
dy Vl v 3 ...v n
= o.
F = V(f) (—l) Vl +1,3 " l ^ — * 1
dx t dx t ... dx n
Auch hier hat F, wie Herr Hirsch zeigt, stets die Eigenschaft, dass der
lineare homogene Dififerentialausdruck
öF = 2
dF
d V V l V f' V n
' J dv l V, . .. v n
sich selbst adjungiert ist, dass also die Identität
V er , = V,_ 1 ,-.+..+-+..£V!±VAf_«_
r ‘ Va "' 1 '“ ^ dx?dxl*...dx v „" \- dyv i v *--- v *
besteht.