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Trans
formation
durch Multi
plikation oder
Division.
Ein
schränkung
der Wurzeln.
Regel von
Newton.
341. Beispiel. Die Gleichung
x 4 + 8
x 4 +
2 x- — 17 x —
- 4
= 0
reduzierte
Form gebracht werden.
ist a 0 =
1, a[ —
3, n
= 4, daher
d
= — 2.
— 2
1
+ 8
+ 2
—
17 — 4
1
+ 6
— 10
4-
3 —10
1
+ 4
- 18
+
39
1
+ 2
— 22
1
0
y‘-
22 y-
—j— 39 y — 10
=
0.
Eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Wurzeln kann auch durch Multi
plikation oder Division erfolgen.
Substituiert man beispielsweise x = --~ und multipliziert sodann, um die
Gleichung von Brüchen zu befreien, mit m", so erhält man eine Gleichung, deren
Wurzeln m-mal so groß sind wie die der gegebenen Gleichung.
Man wendet diese Transformation an, wenn man eine Gleichung mit größeren
oder kleineren Koeffizienten haben will, oder wenn man den Koeffizienten A 0 fort
schaffen will, ohne Brüche in die Gleichung zu bringen. Zu letzterem Zwecke
substituiert man x = —
a o
und multipliziert sodann die ganze Gleichung mit a 0 n ~ V
Die Ermittlung eines Zahlenintervalles, innerhalb dessen sämtliche reelle
Wurzeln liegen, nennt man die Einschränkung der Wurzeln, Die positiven
Wurzeln liegen zwischen Null und einer oberen Grenze, die negativen Wurzeln
zwischen Null und der unteren Grenze. Die stärkste Einschränkung der Wurzeln
erreicht man durch zweckmäßige Anwendung der Kegel von Newton. Diese lautet:
Wenn eine Zahl 1 sowohl das Gleichungspolynom f (x) als auch alle Differential
quotienten desselben, f'(x), f" (x), . . . , positiv macht, so ist sie eine obere
Grenze der Wurzeln. Die Richtigkeit dieses Satzes ergibt sich daraus, daß man
nach der Taylorschen Reihe f(x) wie folgt ausdrücken kann:
f (x) = f (1) -h (x — 1) f' (1) -f- A ( x — 1)3 f" (I) -f . . . .
Da f(x) unter der gemachten Voraussetzung stets positiv bleibt, wenn x
von 1 bis oo wächst, so kann ln diesem Zahlengebiete keine Wurzel liegen; daher
ist 1 eine obere Grenze.
Um diese Regel anzuwenden, geht man vom (n — l)ten Differentialquotienten
aus und bestimmt jenen Wert von x, der diesen Differentialquotienten positiv
macht, was sehr leicht ist, weil f'- n —1 -*(x) eine lineare Funktion von x ist. Diesen
Wert von x substituiert man in den vorhergehenden Differentialquotienten f( n ~~ 2 )(x)
und wenn man ein negatives Resultat erhält, so fügt man nach und nach so viele
Einheiten zu x hinzu als nötig sind, damit f( n ~~- 1 ( x ) positiv sei. Der neue Wert
von x wird in f- n —,! ^(x) eingesetzt usw., bis man bei f (x) angelangt ist und einen
Wert von x gefunden hat, der auch f (x) positiv macht.