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Die Fourier’sche Reihenentwicklung.
und denselben Ausdruck zwei Werthe. Hieraus folgt, dass die hier ange
wandten Methoden sehr unzuverlässig sind.
Uebrigens wird eine genauere Untersuchung im fünften Capitel uns
zeigen, dass trotzdem die Formeln (A.) und (C.) im Allgemeinen richtig sind,
und. dass Gleiches auch von der Formel (B.) gilt, falls man nur die beiden
auf ihrer rechten Seite stehenden Werthe (0 und 2 L 0 ) durch das arith
metische Mittel dieser Werthe (d. i. durch L 0 ) ersetzt.
Zweites Capitel.
Die Fourier’sche Reihenentwicklung.
Statt von einer Function f{x) zu sagen, sie sei in einem gegebenen
Intervall a ... ß beim Uebergange von a zu ß entweder niemals wachsend,
oder aber niemals abnehmend, — statt dieser heut zu Tage üblichen sehr
schleppenden Ausdrncksweise, werde ich kurzweg sagen, sie sei in jenem
Intervall monoton.
Diese und einige sich anschliessende Definitionen werde ich dem gegen
wärtigen Capitel voranschicken. Sodann werde ich einen einfachen und über
sichtlichen Beweis des wichtigen Du Bois-Reymond’sehen Mittelwerthsatzes
mittheilen*), und endlich, gestützt auf diesen Satz, die Theorie der Fourier
sehen Reihen zu entwickeln suchen.
§ 1.
Einige Definitionen.
Monoton und abtheiluugsweise monoton. Sind a <C ß gegebene Constanten,
so mag eine Function f\x) im Intervall a ... ß monoton wachsend heissen,
wenn sie beim Uebergange von a zu ß theils im Wachsen**}, theils im Sich-
*) Ich bin zu diesem neuen Beweise gelangt theils durch ein genaueres Studium des von
G. F. Meyer gegebenen Beweises (Math. Anual. Bd. 6. S. 313), theils namentlich auch durch die von
Du Bois-Feymond zu diesem Meyer’schen Beweise gegebene Ergänzung (Borchardt’s Journal, Bd. 79.
Seite 42, Note).
**) Ob dieses Wachsen ins Unendliche geht, ob es stetig oder sprungweise geschieht, — bleibt
dabei gleichgültig. Demgemäss sind also z. B. sin x und tg x monoton wachsend zu nennen im Intervall
0 .. .. ^n. Denkt man sich ferner eine Function f{x), welche = 0 bleibt, während tg# von 0 auf 1
wächst, welche ferner = 1 bleibt, während tg# von 1 auf 2 wächst, sodann = 2 bleibt, während
tg# von 2 auf 3 wächst, u, s. w., so wird diese Function f{x) für das Intervall 0 . . . . ebenfalls als
monoton wachsend zu bezeichnen sein. Denn sie ist an jeder Unstetigkeitsstelle in sprungweisem
Wachsen, und sonst im Sichgleichbleiben begriffen.