ABSCHNITT II. - EXPOSITION DER RIEMANN’SCHEN THEORIE.

§. 8. Classification geschlossener Flächen nach der Zahl _p_.(9)

Für unsere Betrachtungen sind selbstverständlich alle diejenigen

geschlossenen Fächen als aequivalent aufzufassen, die sich durch

eindeutige Zuordnung conform auf einander abbilden lassen. Denn jede

complexe Function des Ortes auf der einen Fläche wird sich bei einer

solchen Abbildung in eine ebensolche Function auf der anderen Fläche

verwandeln: die analytische Beziehung also, welche durch das

Zusammenbestehen zweier complexer Functionen auf der einen Fläche

versinnlicht wird, bleibt beim Uebergange zur zweiten Fläche durchaus

ungeändert. Wenn man also z. B. (zufolge bekannter Entwickelungen) das

Ellipsoid derart conform auf die Kugel beziehen kann, dass jedem Puncte

desselben ein und nur ein Kugelpunct entspricht, so heisst diess für uns,

dass das Ellipsoid ebenso geeignet ist, die rationalen Functionen und ihre

Integrale zu repräsentiren, wie die Kugel.

Um so wichtiger ist es, ein Element kennen zu lernen, welches nicht nur

bei conformer, sondern überhaupt bei _eindeutiger_ Umgestaltung einer

Fläche ungeändert erhalten bleibt(10). _Es ist diess das __Riemann__’sche

p:_ die Zahl der Rückkehrschnitte, welche man auf einer Fläche ziehen

kann, ohne sie zu zerstücken. Die einfachsten Beispiele genügen, um diesen

Begriff einzuüben. Für die Kugel ist [formula]; denn sie zerfällt durch

jede auf ihr verlaufende geschlossene Curve, in zwei getrennte Bereiche.

Für den gewöhnlichen Ring ist [formula], man kann ihn längs einer, aber

auch nur längs einer, übrigens noch sehr willkürlichen, in sich

zurücklaufenden Curve zerschneiden, ohne dass er in Stücke zerfällt.

Dass es unmöglich ist, zwei Flächen von verschiedenem _p_ eindeutig auf

einander zu beziehen, scheint evident(11). Complicirter ist es, den

umgekehrten Satz zu beweisen, _dass nämlich die Gleichheit des __p__ die

hinreichende Bedingung für die Möglichkeit der eindeutigen Beziehung

zweier Flächen abgibt_. Ich muss mich, was den Beweis dieses wichtigen

Satzes angeht, an dieser Stelle auf blosse Citate unter dem Texte

beschränken(12). Auf Grund desselben ist man berechtigt, bei

Untersuchungen über geschlossene Flächen, so lange nur allgemeine

Lagenverhältnisse in Betracht kommen, für jedes _p_ einen möglichst

einfachen Typus zu Grunde zu legen. In diesem Sinne wollen wir von

_Normalflächen_ sprechen. Für quantitative Bestimmungen reichen die

Normalflächen natürlich in keiner Weise mehr aus; aber sie bieten auch für

sie ein Mittel zur Orientirung.

Die Normalfläche für [formula] sei die Kugel, für [formula] der Ring. Bei

höherem _p_ mag man sich eine Kugel mit _p_ Anhängseln (Handhaben)

versehen denken, wie folgende Figur für [formula] aufweist: (see figure

14)

[Illustration: Fig. 14.]

Fig. 14.

Eine ähnliche Normalfläche ist natürlich auch bei [formula] statthaft, wie

überhaupt man sich diese Flächen nicht als starr gegeben, sondern als

beliebiger Verzerrungen fähig denken muss.

Auf diesen Normalflächen mögen nun gewisse _Querschnitte_, von denen wir

im Folgenden Gebrauch zu machen haben, festgelegt werden. Bei [formula]

kommen dieselben noch nicht in Betracht. Auf dem Ringe [formula] mag eine

\quotedblbase Meridiancurve‘‘ _A_, verbunden mit einer "Breitencurve" _B_

das Querschnittsystem bilden:

[Illustration: Fig. 15.]

Fig. 15.

Allgemein gebrauchen wir [formula] Querschnitte. Es wird, denke ich, mit

Rücksicht auf die folgende Figur verständlich sein, wenn ich bei der

einzelnen Handhabe unserer Normalfläche von einer Meridiancurve und einer

Breitencurve rede:

[Illustration: Fig. 16.]

Fig. 16.

_Wir wählen die _[formula]_ Querschnitte derart, dass wir um jede der

__p__ Handhaben eine Meridiancurve und eine Breitencurve herumlegen._ Wir

wollen diese Querschnitte der Reihe nach mit [formula], [formula],

[formula], beziehungsweise [formula], [formula], [formula] bezeichnen.

§. 9. Vorläufige Bestimmung stationärer Strömungen auf beliebigen Flächen.

Wir haben uns nun mit der Aufgabe zu beschäftigen, auf beliebigen

(geschlossenen) Flächen die allgemeinsten einförmigen, stationären

Strömungen mit Geschwindigkeitspotential zu definiren, immer unter der

Voraussetzung, dass keine anderen Unendlichkeitspuncte zugelassen werden

sollen, als die in §. 2 genannten(13). Zu dem Zwecke richten wir unsere

Ideen auf die Normalflächen des vorigen Paragraphen und benutzen übrigens

wieder Vorstellungen der Elektricitätslehre. Die gegebene Fläche denken

wir uns mit einem unendlich dünnen gleichförmigen Ueberzuge einer

leitenden Substanz versehen, und wenden zunächst diejenigen

experimentellen Mittel an, die uns von §. 3 her bekannt sind. Wir werden

also zuvörderst etwa die beiden Pole einer galvanischen Batterie auf

unsere Fläche an zwei beliebigen Stellen aufsetzen: es entsteht dann eine

Strömung, welche diese beiden Stellen als Quellenpuncte von

entgegengesetzt gleicher Ergiebigkeit besitzt. Wir werden sodann zwei

beliebige Puncte der Fläche durch eine oder mehrere, neben einander

herlaufende, sich selbst nicht schneidende Curven verbinden, welche der

Sitz constanter elektromotorischer Kräfte sein sollen,--wobei man sich

alles Dessen erinnern mag, was in §. 4 betreffs der dann nothwendig

werdenden experimentellen Anordnung gesagt wurde. Wir erhalten dann eine

stationäre Bewegung, für welche die beiden Puncte Wirbelpuncte von

entgegengesetzt gleicher Intensität sind.--Wir werden ferner verschiedene

solche Bewegungsformen überlagern und endlich, wenn es nöthig scheint,

getrennte Unendlichkeitspuncte durch Gränzübergang zu höheren

Unendlichkeitspuncten zusammenfallen lassen. Alles das gestaltet sich

genau so, wie auf der Kugel, und wir haben also jedenfalls den folgenden

Satz:

_Wenn man die Art der Unendlichkeitsstellen nach Anleitung des_ §. 2

_beschränkt, wenn man ferner daran festhält, dass die Summe sämmtlicher

logarithmischer Residua allemal gleich Null sein muss, so existiren auf

unserer Fläche complexe Functionen des Ortes, welche an beliebig gegebenen

Stellen in übrigens beliebig gegebener Weise unendlich werden und überall

sonst stetig verlaufen._

Mit den so bestimmten Functionen ist nun aber, für [formula], die Sache

noch keineswegs erschöpft. Wir können nämlich eine experimentelle

Anordnung treffen, für welche auf der Kugel noch keinerlei Möglichkeit

gegeben war. Es gibt jetzt auf der Fläche in sich zurücklaufende Curven,

vermöge deren die Fläche keineswegs in getrennte Bereiche zerlegt wird.

Nichts steht im Wege, dass die Elektricität von der einen Seite einer

solchen Curve durch die Fläche hindurch zur anderen Seite derselben

hinüberströmt. _Wir werden eine solche Curve, oder auch mehrere neben

einander herlaufende Curven dieser Art ebensogut als Sitz constanter

elektromotorischer Kräfte betrachten können, wie diess in_ §. 4 _mit

Curvenzügen geschah, die von einem Endpuncte zu einem zweiten hinlaufen._

Die Strömungen, welche wir dann erhalten, haben überhaupt keine

Unstetigkeiten. Wir werden sie als _überall endliche Strömungen_ und die

zugehörigen complexen Functionen des Ortes als _überall endliche

Functionen_ bezeichnen können. Diese Functionen sind nothwendig unendlich

vieldeutig. Denn sie erhalten jeweils einen reellen, der angenommenen

elektromotorischen Kraft proportionalen Periodicitätsmodul, so oft man die

gegebene Curve in demselben Sinne überschreitet(14)

Wir fragen, wie mannigfach die so definirten überall endlichen Strömungen

sein mögen. Offenbar sind zwei auf derselben Fläche verlaufende Curven,

als Sitz gleich starker elektromotorischer Kräfte betrachtet, für unseren

Zweck _aequivalent_, wenn sie sich durch stetige Verschiebung über die

Fläche hin zur Deckung bringen lassen. Verzerrt man eine Curve so, dass

Curvenstücke auftreten, welche zweimal in entgegengesetzter Richtung

durchlaufen werden, so dürfen dieselben einfach weggelassen werden. In

Folge dessen beweist man, _dass eine jede geschlossene Curve einer

ganzzahligen Combination der Querschnitte _[formula]_, _[formula]_, wie

diese im vorigen Paragraphen definirt wurden, aequivalent ist_.

[Illustration: Fig. 17.]

Fig. 17.

[Illustration: Fig. 18.]

Fig. 18.

In der That, man verfolge den Weg einer geschlossenen Curve auf unserer

Normalfläche(15). Für [formula] wird die Richtigkeit unserer Behauptung

dann unmittelbar evident. Es genügt, ein Beispiel zu betrachten, wie es in

den vorstehenden Figuren vorliegt.

Die in Figur 17 auf der Ringfläche verlaufende Curve ist mit der anderen,

welche rechter Hand gezeichnet ist, durch blosse Verzerrung zur Deckung zu

bringen, sie ist also mit einer dreifachen Durchlaufung der Meridiancurve

_A_ (vergl. Fig. 15) und einer einfachen Durchlaufung der Breitencurve _B_

aequivalent.--Sei ferner [formula]. So oft dann unsere Curve über eine der

_p_ Handhaben verläuft, kann man ein Stück von ihr abtrennen, das sich

durch blosse Verzerrung in eine ganzzahlige Verbindung der betreffenden

Meridiancurve und der zugehörigen Breitencurve verwandeln lässt. Nach

Absonderung aller solcher Bestandtheile bleibt eine geschlossene Curve

übrig, die sich entweder unmittelbar in einen einzelnen Punct der Fläche

zusammenziehen lässt und also jedenfalls keinen Beitrag zur elektrischen

Strömung liefert, oder die eine oder mehrere Handhaben völlig umschliesst,

wovon Figur 19 ein Beispiel aufweist:

[Illustration: Fig. 19.]

Fig. 19.

[Illustration: Fig. 20.]

Fig. 20.

Die Figur 20 erläutert, wie man eine solche Curve durch Deformation

verändern kann. Durch Fortsetzung des hierdurch angedeuteten Processes

verwandelt sie sich in einen Curvenzug, der aus der inneren Randcurve der

betreffenden Handhabe und einer zugehörigen Meridiancurve besteht, dessen

Stücke aber beide zweimal in entgegengesetzter Richtung durchlaufen

werden. Also auch eine solche Curve gibt keinen Beitrag zur Strömung. Man

hätte dieses übrigens auch von Vorneherein aus der Bemerkung ersehen

können, dass die jetzt betrachtete Curve, gleich einer solchen, die sich

in einen Punct zusammenziehen lässt, die gegebene Fläche in getrennte

Gebiete zerlegt.

Wir erzielen daher durch Heranziehen beliebiger geschlossener Curven nicht

_mehr_, als durch geeignete Benutzung der [formula] Curven [formula],

[formula]. Die allgemeinste überall endliche Strömung, welche wir

hervorrufen können, wird entstehen, wenn wir jeden der [formula]

Querschnitte zum Träger einer beliebigen constanten elektromotorischen

Kraft machen. Oder anders ausgedrückt:

_Die allgemeinste von uns zu construirende überall endliche Function ist

diejenige, deren reeller Theil an den _[formula]_ Querschnitten beliebig

vorgegebene Periodicitätsmoduln aufweist._

§. 10. Die allgemeinste stationäre Strömung. Beweis für die Unmöglichkeit

anderweitiger Strömungen.

Wenn wir die verschiedenen im vorigen Paragraphen construirten complexen

Functionen des Ortes additiv zusammenfügen, so erhalten wir eine Function,

deren Willkürlichkeit wir sofort übersehen. Indem wir die Bedingungen, die

hinsichtlich der Unendlichkeitsstellen ein für allemal vorgeschrieben

sind, nicht noch besonders erwähnen, können wir sagen: _dass unsere

Function an beliebig gegebenen Stellen in beliebig gegebener Weise

unendlich wird und überdiess ihr reeller Theil an den _[formula]_

Querschnitten beliebig gegebene Periodicitätsmoduln aufweist_.

Ich sage nun, _dass diess in der That die allgemeinste Function ist, der

auf unserer Fläche eine einförmige Strömung entspricht_. Zum Beweise mögen

wir diese Behauptung auf eine einfachere reduciren. Ist irgend eine

complexe Function der in Betracht kommenden Art auf unserer Fläche

gegeben, so haben wir im Vorhergehenden das Mittel, eine zugehörige

Function zu construiren, welche an denselben Stellen in derselben Weise

unendlich wird, und deren reeller Theil an den Querschnitten [formula],

[formula] dieselben Periodicitätsmoduln aufweist, wie der reelle Theil der

gegebenen Function. Die Differenz der beiden Functionen ist eine neue

Function, welche nirgendwo unendlich wird und deren reeller Theil an den

Querschnitten verschwindende Periodicitätsmoduln besitzt, welche

überdiess, wie selbstverständlich, wiederum eine einförmige Strömung

definirt. _Offenbar haben wir zu beweisen, dass eine_ _solche Function

nicht existirt, oder vielmehr, dass sie sich auf eine Constante reducirt._

Und in der That ist dieser Beweis nicht schwierig. Was eine Durchführung

desselben in strenger Form betrifft, so will ich mich darauf beschränken,

zu bemerken, dass dieselbe mit Hülfe des verallgemeinerten _Green_’schen

Satzes gelingt(16). Die folgenden Betrachtungen sollen auf

_anschauungsmässigem Wege_ dieselbe Unmöglichkeit darthun. Mag man

dieselben wegen der unbestimmten Form, die sie besitzen, vielleicht auch

nicht als zwingend erachten(17), so scheint es doch nützlich, auch in

dieser Weise den Gründen für das Bestehen jenes Theoremes nachzugehen.

Wir mögen den besonderen Fall [formula] vorweg nehmen und uns also fragen,

wesshalb auf der Kugel eine einförmige, überall endliche Strömung

unmöglich ist. Das Zweckmässigste scheint es zu sein, den Verlauf der

Strömungscurven auf der Kugel zu verfolgen. Da Unendlichkeitspuncte nicht

auftreten sollen, so kann eine Strömungscurve nicht plötzlich abbrechen,

wie es in einem Quellenpuncte, oder in einem algebraischen

Unstetigkeitspuncte geschieht. Ueberdiess halte man vor Augen, dass neben

einander herlaufende Strömungscurven nothwendig gleichen Strömungssinn

haben. Man erkennt dann, dass nur zweierlei Arten von nicht abbrechenden

Strömungscurven möglich sind. Entweder die Curve windet sich, je länger um

so enger, um einen asymptotischen Punct--dann haben wir wieder einen

Unendlichkeitspunct--, oder die Curve ist geschlossen. Ist aber _eine_

Strömungscurve geschlossen, so sind es die nächstfolgenden auch. Dabei

schliessen sie einen kleineren und kleineren Theil der Kugelfläche ein. Es

kann also nicht fehlen, dass man zu einem Wirbelpuncte, d. h. abermals zu

einem Unendlichkeitspuncte geführt wird. Eine überall endliche Strömung

ist also in der That unmöglich. Allerdings haben wir der Möglichkeit nicht

gedacht, die in dem Auftreten von Kreuzungspuncten liegt. Diese Puncte

sind jedenfalls nur, wie oben hervorgehoben, in endlicher Zahl vorhanden.

Es wird also nur eine endliche Zahl von Strömungscurven geben, welche

durch sie hindurchlaufen. Man denke sich die Kugel durch diese Curven in

Gebiete zerlegt und wiederhole innerhalb der einzelnen Gebiete die gerade

angestellten Betrachtungen, wobei sich das frühere Resultat von Neuem

ergeben wird.

Nehmen wir nun [formula] und legen wieder die Normalflächen des §. 8 zu

Grunde. Dass auf diesen Flächen überall endliche, einförmige Strömungen

existiren, liegt nach dem gerade Gesagten an dem Auftreten der Handhaben.

Eine auf der Normalfläche gezogene geschlossene Curve, die sich in einen

Punct zusammenziehen lässt, kann ebensowenig, wie eine geschlossene Curve

auf der Kugel, Strömungscurve für eine überall endliche Strömung sein.

Aber auch eine Curve, wie wir sie in Figur (19) betrachteten, ist nicht zu

brauchen. Denn an eine erste solche Strömungscurve müssen sich weitere

schliessen nach Art der in Figur (20) dargestellten,--so dass wir zuletzt

zu einer Curve gelangen, deren Theile zweimal in entgegengesetztem Sinne

durchlaufen werden! Die Strömungscurve muss also nothwendig sich um die

eine oder andere Handhabe _herumwinden_, mag diess ein einfaches Umfassen

jener Handhabe sein, oder ein wiederholtes Umkreisen derselben im Sinne

der Meridian- oder der Breitencurven. In allen Fällen lässt sich von der

Strömungscurve ein Theil abtrennen, der im Sinne des vorigen Paragraphen

mit einer ganzzahligen Combination der betreffenden Meridiancurve und der

zugehörigen Breitencurve aequivalent ist. Nun wächst _u_, der reelle Theil

der durch die Strömung definirten complexen Function, fortwährend, wenn

man längs einer Strömungscurve fortschreitet. Andererseits liefern zwei

Curven, welche im Sinne des vorigen Paragraphen aequivalent sind, bei

Durchlaufung nothwendig dieselben Incremente von _u_. Es gibt also eine

Combination wenigstens einer Meridiancurve und einer Breitencurve, deren

Durchlaufung einen nicht verschwindenden Zuwachs von _u_ herbeiführt. Das

Gleiche gilt nothwendig von der betreffenden Meridiancurve oder der

Breitencurve selbst. Der Zuwachs aber, den _u_ beim _Durchlaufen_ der

Meridiancurve gewinnt, entspricht dem _Ueberschreiten_ der Breitencurve,

und umgekehrt. Daher hat _u_ nothwendig wenigstens an einer Breitencurve

oder Meridiancurve einen nicht verschwindenden Periodicitätsmodul, und

eine überall endliche, einförmige Strömung, bei der alle diese

Periodicitätsmoduln gleich Null sind, ist in der That unmöglich, w. z. b.

w.

§. 11. Erläuterung der Strömungen an Beispielen.

Es scheint sehr nützlich, sich üher den allgemeinen Verlauf der nunmehr

definirten Strömungen an Beispielen zu orientiren, damit nämlich unsere

Sätze nicht blosse abstracte Formulirungen bleiben, sondern mit concreten

Vorstellungen verbunden werden(18). Es gelingt diess im gegebenen Falle

ziemlich leicht, so lange man sich auf qualitative Verhältnisse

beschränkt; die genaue quantitative Bestimmung würde selbstverständlich

ganz andere Hülfsmittel erfordern. Ich will mich dabei der Einfachheit

halber auf solche Flächen beschränken, bei denen eine Symmetrieebene

existirt, die mit der Ebene der Zeichnung zusammenfällt,--und auf diesen

Flächen nur solche Strömungen in Betracht ziehen, bei denen der scheinbare

Umriss der Fläche (d. h. der Schnitt der Fläche mit der Zeichnungsebene)

entweder Strömungscurve oder Niveaucurve ist. Man hat dann den

wesentlichen Vortheil, dass man die Strömungscurven nur auf der

_Vorderseite_ der Fläche zu zeichnen braucht; denn auf der Rückseite

verlaufen sie genau gerade so(19).

[Illustration: Fig. 21.]

Fig. 21.

Beginnen wir mit überall endlichen Strömungen auf dem Ringe [formula]. Wir

betrachten zunächst eine Breitencurve (oder mehrere solche Curven) als

Sitz der elektromotorischen Kraft. Dann entsteht die Figur 21, in der alle

Strömungscurven Meridiancurven sind und Kreuzungspuncte nicht auftreten.

Die Meridiancurven sind dabei durch Stücke radial verlaufender gerader

Linien vorgestellt. Die Pfeilspitzen geben die Strömungsrichtung auf der

Vorderseite, auf der Rückseite haben wir durchweg den umgekehrten

Bewegungssinn.

Bei der conjugirten Strömung spielen die Breitencurven die analoge Rolle,

wie soeben die Meridiancurven; dieselbe mag durch folgende Zeichnung

erläutert sein:

[Illustration: Fig. 22.]

Fig. 22.

Der Bewegungssinn ist in diesem Falle auf Vorder- und Rückseite derselbe.

[Illustration: Fig. 23.]

Fig. 23.

[Illustration: Fig. 24.]

Fig. 24.

Wir wollen nun den Ring [formula] dadurch umändern, dass wir, etwa auf der

rechten Seite der Figur, zwei Ausstülpungen aus ihm hervorwachsen lassen,

die sich allmählich zusammenbiegen und schliesslich verschmelzen. _So

haben wir eine Fläche_ [formula] _und auf ihr ein Paar conjugirter

Strömungen, wie es die Figuren_ 23 _und_ 24 _erläutern._

Es haben sich, wie man erkennt, rechter Hand zwei _Kreuzungspuncte_

eingestellt (von denen natürlich nur einer auf der Vorderseite gelegen und

also sichtbar ist). Etwas Analoges tritt jedesmal ein, wenn man überall

endliche Strömungen auf einer Fläche [formula] studirt. Ich setze statt

weiterer Erläuterungen noch zwei Figuren mit je vier Kreuzungspuncten her,

die sich auf [formula] beziehen:

[Illustration: Fig. 25.]

Fig. 25.

[Illustration: Fig. 26.]

Fig. 26.

Dieselben entstehen, wenn man auf sämmtlichen "Handhaben" der Fläche

einmal in den Breitencurven, das andere Mal in den Meridiancurven

elektromotorische Kräfte wirken lässt. Auf den beiden unteren Handhaben

sind dieselben in gleichem Sinne orientirt, bei der oberen im

entgegengesetzten. Von den Kreuzungspuncten liegen zwei bei _a_ und _b_,

der dritte bei _c_, der vierte an der entsprechenden Stelle der Rückseite.

Es sind die Kreuzungspuncte bei _a_ und _b_ in Figur (25) nur desshalb

schwer zu erkennen, weil am Rande der Figur bei der von uns gewählten

Darstellungsweise eine perspectivische Verkürzung eintritt und daher beide

im Kreuzungspuncte zusammentreffende Strömungscurven den Rand zu berühren

scheinen. Denkt man sich die (in entgegengesetzter Richtung)

stattfindenden Strömungen auf der Rückseite der Fläche hinzu, so kann über

die Natur dieser Puncte wohl keine Unklarheit bestehen.

Gehen wir nun zum Ringe [formula] zurück und lassen bei ihm zwei

logarithmische Unstetigkeitspuncte gegeben sein! Man erhält zugehörige

Figuren, wenn man die Zeichnungen (23) und (24) einem Deformationsprocesse

unterwirft, der auch in allgemeineren Fällen ebenso interessant als

nützlich ist. Wir wollen nämlich die Partieen linker Hand in den einzelnen

Figuren zusammenziehen, die rechter Hand ausdehnen, so dass wir zunächst

etwa folgende Bilder erhalten:

[Illustration: Fig. 27.]

Fig. 27.

[Illustration: Fig. 28.]

Fig. 28.

und nun die linker Hand bereits sehr schmal gewordene "Handhabe" vollends

zur Curve zusammenziehen, um sie dann wegzuwerfen. _So ist aus der überall

endlichen Strömung auf der Fläche _[formula]_ eine Strömung mit zwei

logarithmischen Unstetigkeitspunkten auf der Fläche _[formula]_ geworden._

Die Figuren haben nämlich folgende Gestalt angenommen:

[Illustration: Fig. 29.]

Fig. 29.

[Illustration: Fig. 30.]

Fig. 30.

Die beiden Kreuzungspuncte von (23), (24) sind geblieben; _m_ und _n_ sind

die beiden logarithmischen Unstetigkeitspuncte. Und zwar sind dieselben im

Falle der Figur 29 Wirbelpuncte von entgegengesetzt gleicher Intensität,

im Falle der Figur 30 Quellenpuncte von entgegengesetzt gleicher

Ergiebigkeit. Dabei ist es wieder eine Folge der von uns gewählten

Projectionsart, wenn im zweiten Falle sämmtliche Strömungscurven, von

einer einzigen abgesehen, in _m_ und _n_ den Rand zu berühren scheinen.

Wollen wir endlich _m_ und _n_ zusammenrücken lassen, so dass ein

algebraischer Unstetigkeitspunct von einfacher Multiplicität entsteht, so

kommen folgende Zeichnungen, bei denen, wie man beachten mag, die

Kreuzungspuncte nach wie vor an ihrer Stelle geblieben sind:

[Illustration: Fig. 31.]

Fig. 31.

[Illustration: Fig. 32.]

Fig. 32.

Ich will diese Figuren nicht noch mehr vervielfältigen, da weitere

Beispiele nach Art der nunmehr betrachteten leicht zu bilden sind. Nur der

eine Umstand werde noch hervorgehoben. Die Zahl der Kreuzungspunkte einer

Strömung wächst offenbar mit dem _p_ der Fläche und mit der Zahl der

Unendlichkeitspunkte. Algebraische Unendlichkeitspuncte von der

Multiplicität _r_ mögen als [formula] logarithmische Unendlichkeitspuncte

gezählt werden. Dann ist auf der Kugel bei [formula] logarithmischen

Unendlichkeitspunkten die Anzahl der eigentlichen Kreuzungspunkte

allgemein [formula]. Andererseits ist mit der Zunahme von _p_ um eine

Einheit nach unseren Beispielen eine Zunahme der Zahl der Kreuzungspunkte

um zwei Einheiten verbunden. _Hiernach wird man vermuthen, dass die Zahl

der Kreuzungspuncte überhaupt _[formula]_ sein wird._ Ein strenger Beweis

dieses Satzes auf Grund der bisher entwickelten Anschauungen hat

jedenfalls keine besondere Schwierigkeit(20); er würde hier aber zu weit

führen. Der einzige Specialfall unseres Satzes, den wir später gebrauchen

werden, ist auf Grund der gewöhnlichen Untersuchungen der Analysis situs

bekannt: es handelt sich bei ihm (§. 14) um solche Strömungen, bei denen

_m_ einfache algebraische Unstetigkeitspuncte vorhanden sind, bei denen

also [formula] Kreuzungspuncte auftreten müssen.

§. 12. Ueber die Zusammensetzung der allgemeinsten complexen Function des

Ortes aus einzelnen Summanden.

Der Beweisgang des §. 10 setzt uns in den Stand, von der allgemeinsten auf

einer Fläche existirenden complexen Function des Ortes uns dadurch eine

concretere Vorstellung zu machen, dass wir dieselbe aus einzelnen

Summanden von möglichst einfacher Eigenschaft additiv zusammensetzen.

Betrachten wir zuvörderst _überall endliche_ Functionen.

Es seien [formula] überall endliche Potentiale. Dieselben mögen _linear

abhängig_ heissen, wenn zwischen ihnen eine Relation

[formula]

mit constanten Coëfficienten besteht. Eine solche Beziehung liefert

entsprechende Gleichungen für die [formula] Serien von [formula]

Periodicitätsmoduln, welche [formula] an den [formula] Querschnitten der

Fläche besitzen. Umgekehrt würde, nach dem in §. 10 bewiesenen Satze, aus

solchen Gleichungen zwischen den Periodicitätsmoduln die lineare Relation

zwischen den _u_ selbst hervorgehen. Es ergiebt sich so, _dass man auf

mannigfachste Weise _[formula]_ linear unabhängige überall endliche

Potentiale_

[formula]

_finden kann, dass sich aber aus ihnen jedes andere überall endliche

Potential linear zusammensetzt:_

[formula]

In der That kann man [formula] z. B. derart wählen, dass jedes nur an

einem der [formula] Querschnitte einen nicht verschwindenden

Periodicitätsmodul besitzt (wobei natürlich jedem Querschnitte ein und nur

ein Potential zugewiesen werden soll). Hernach kann man in [formula] die

Constanten [formula] so bestimmen, dass dieser Ausdruck an sämmtlichen

[formula] Querschnitten dieselben Periodicitätsmoduln aufweist, wie _u_.

Dann ist [formula] eine Constante, und wir haben also die vorstehende

Formel.

Um nun von den Potentialen u zu den überall endlichen Functionen [formula]

überzugehen, denke ich mir der Einfachheit halber ein solches

Coordinatensystem [formula] auf der Fläche eingeführt (§. 6), dass

[formula] durch die Gleichungen verknüpft sind:

[formula]

Sei jetzt [formula] ein beliebiges überall endliches Potential. Wir bilden

das zugehörige [formula] und haben:

[formula]_ und _[formula]_ sind jedenfalls linear unabhängig._

Ueber Riemann's Theorie der Algebraischen Functionen · 第 6 / 11 题