Reihe.
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Reihe.
16) Allgemeine Umkehrungs
formel für die P o te n z r ei h e n.
Eine aus allgemeinen Gesichtspunkten
geschöpfte Theorie der Reihen, welche
nach positiven oder negativen, ganzen
oder gebrochenen Potenzen fortschreiten,
so wie derjenigen, welche nach Cosinus
und Sinns der Vielfachen der Variahein
geordnet sind, gibt der Artikel: Quan
tität (imaginäre); indem wir uns auf den
selben beziehen, geben wir noch die
wichtige von Lagrange herrührende Reihe,
welche die Umkehrung der nach ganzen
positiven Potenzen geordneten Reihen
enthält. Wir bedienen uns hierbei einer
Methode von Serret.
Sei gegeben die Gleichung:
js= x + tf(z), 1)
wo x eine reelle Constante, t eine reelle
oder imaginäre Variable, /"(2) eine be
liebige, eindeutige und continuirlichc
Function von 2 vorstellt, die von x und
t unabhängig ist. Es handelt sich darum,
2 und eine Function F{z) von z nach
Potenzen von t zu entwickeln. Diese
Entwickelung gilt nur, so lange die
obigen Bedingungen erfüllt.
Setzt man z. B. dann
* = °» uml = V (*)>
so kann man also hiernach die Gleichung
f (2) = t durch Reihenentwickelung lösen.
Es handelt sich nun darum, die Gren
zen der Anwendbarkeit dieser Entwicke
lung festzustellen.
Im allgemeinen Falle kann die Glei
chung eine endliche oder unendliche An
zahl von Wurzelu haben. Im Falle, dass
t = 0 ist, wird eine derselben z — x,
und die anderen werden jedenfalls f{z)
unendlich gross machen.
Soll die Gleichung 2) gleiche Wurzeln
haben, so muss nach einem bekannten
Satze sie noch richtig sein, wenn man
nach 2 differenziirt, man wird also in
diesem Falle haben:
1=*m 2)
Eliminirt man dann aus beiden Gleichum
gen t, so kommt:
S = X -f
/■(*)
r(»y
Die Wurzeln dieser Gleichung sind
t unabhängig. Wir bezeichnen sie
züglich durch r l e nr ‘*, r 2 e rt ' 2 * . . . ,
setzen sie in die zweite Gleichung
wo sich dann ergibt:
3)
von
be-
und
ein,
f\r 2 e“* 1 )
Sei R der kleinste Modul, den einer
dieser Werthe von t annimrat, so wird
die Gleichung 1) so lange keine gleichen
Wurzeln haben, als der Modul von f
kleiner als R bleibt So lange nun diese
Bedingung erfüllt ist, bleiben die Wur
zeln unserer Gleichung 1) eindeutige
und continuirlichc Functionen von t.
Das Erstere ist selbstverständlich der
Fall, da die Mehrdeutigkeit ja eben von
der Gleichheit zweier Wurzeln herrührt.
Was das Letztere anbetrifft, so geben
wir der Grösse t den Werth t 0 , deren
Modul zwischen Null und R liegt. Ist
dann 2 0 eine Wurzel der Gleichung 1),
so hat man:
=
n* 0)
Ist Co c ’ n verschwindend kleiner Zu
wachs zu 2 # , t 0 der entsprechende von
i 0 , so ergibt sich:
z o + £0 ®
t 0 -j~ t 0
Man erhält also :
_ _ *0 + ?o
f(*o + io)
*0 &
f{*0 + C0) f[*0) ’
d. h.:
T _ io + l o lf( z 0) ~ fi z o + io)]
oder:
1 -
fi*0 + io)
<0 [/■(*0 + io) - /(»o)]
T - 12 ^ r
/>0 + i«)
Da /■(2) continuirlich ist, so kann man
die Maclaurinsche Reihe gebrauchen;
wenn man aber das erste Glied nur an
wendet, ergibt sich:
, _l-*«r(*o)
also:
i„ =
A* 0)
/■(2 o)
io,
1 -io/•'(»«) 0
Da der Nenner nicht verschwindet, so
wird, wenn 2 0 die zu f 0 gehörige Wurzel
ist, 2 0 —Cq dem Werthe t 0 + r 0 ent
sprechen und der Unterschied beider
Wurzeln verschwindend klein sein, wo
mit unsere Behauptung erwiesen ist. Da
aber für alle Wurzeln der Gleichung 1)
bis auf eine f (2) discontinuirlich ist, so
kann nur diese erstere als eine conti-
nuirlicbe Function von t betrachtet wer-