Замечания о характере важнейших приложений метода Якоби.
155. Большинство плодотворных приложений метода Якоби в динамике фактически связано с упрощениями, возможными при разыскании полного интеграла уравнения в частных производных Якоби, левая часть которого имеет вид суммы функций, содержащих, каждая, лишь часть переменных
отличных от
Но эти упрощения можно обнаружить и независимо от теории уравнений в частных производных первого порядка и полного интеграла.
Пусть, в самом деле,
— линейная диференциальная форма от
переменных, которые мы обозначим
Предположим, что
может быть представлена как сумма
членов,
каждый из которых содержит некоторое число
переменных X и переменную
причем переменные
входящие в две какие-нибудь из форм
различны; следовательно,
Если предположить, что внешняя квадратичная форма
имеет ранг
то необходимо, чтобы формы
имели, соответственно, ранг
Приведение всех этих форм к каноническому риду влечет за собой приведение к каноническому виду формы
. Следовательно, интегрирование характеристической системы формы
сводится к интегрированию характеристических систем форм
соответствующих проблем могут быть решены независимо друг от друга.
Еще большее упрощение будет иметь место в том случае, если число
переменных
(различное для различных форм
которые входят, вместе с в состав этих форм, не всегда будет четным. В этом случае переменная
будет первым интегралом характеристических уравнений формы
; действительно, если дать
произвольное постоянное значение, то ранг квадратичной формы
сведется к
но
равно сумме всех
значит, при
постоянном ранг
будет меньше
что и требовалось доказать. Кроме того, мы видим, что могут быть только два нечетных числа среди
и приведение
к нормальной форме, если положить
равным постоянной, дается путем приведения к нормальным формам
, если в этих последних также положить