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I. Teil. Verlauf einer algebraischen Kurve.
Art. 12.
Satz: Wenn eine Funktion f{x) der reellen Veränderlichen x,
die in dem Intervall x { ... x i+ i eindeutig und stetig ist [was sicher
für f{x) — F(x, yi) zutrifft], für Xi und x i+1 entgegengesetztes
Vorzeichen annimmt, so läßt sich immer ein Wert x zwischen
Xi und x i + 1 bestimmen, für welchen f{x) = 0 ist 1 ). Hätten nun
F{x h yi) und F(x i + 1 , yi) verschiedene Vorzeichen, so müßte hier
nach die Kurve F{x, y) = 0 das Stück {x„ yi) ... [Xi + 1, yi) des
Linienzuges (1) ... (n) treffen, was der Voraussetzung widerspricht.
Da das gleiche von jeder anderen Seite des Treppenweges und damit
von den Endpunkten (1) ... {n) selbst gilt, so haben F{x x , t/ x ),
F{x n , y n ) das gleiche Vorzeichen.
Eine (nicht mehrfache) Kurve F(x, y) — 0 teilt also
die Ebene in Bereiche (Gebiete, Felder) von Punkten, für
welche je das Vorzeichen von F{x, y) dasselbe ist.
An der Hand dieses Satzes kann man die Zerlegung des
Polynoms F{x, y) in ein Binom:
F{x, y) __ 0{x, y) + W{x, y), (1)
wie sie im vorigen Artikel für die Ermittlung von Kurvenpunkten
verwendet wurde, nun auch für die erwähnte Gebietseinteilung
heranziehen, sofern die Zerlegung so eingerichtet wird, daß jedes
der Polynome <5, W in Faktoren zerlegbar ist, die, mit Null
verglichen, bekannte Kurven darstellen, oder die doch in der
ganzen Koordinatenebene dasselbe Vorzeichen besitzen.
Zerfallen nämlich diese Polynome wie folgt:
& (F y) = P(x, y). Q (a, y). B {x, y) ...,
W(x, y) — S (x, y). T{x, y). U(x, y) ...,
so zeichne man nach Maßgabe des Verfahrens des Art. 10 sämt
liche Kurven
P = 0, Q — 0, ... S= 0, T = 0, ...
in das Koordinatennetz ein, wobei jedoch die in geraden Potenzen
vorkommenden, ebenso wie die aus anderen Gründen ihr Vor
zeichen nicht ändernden Faktoren (man denke etwa an eine
Summe von geraden Potenzen mit positiven Koeffizienten) nicht
in Betracht kommen. Durch die Kurven P = 0, Q = 0, ...
D Einen Anschauungsbeweis für diesen Satz liefert der Umstand, daß
sich wegen der Stetigkeit und Eindeutigkeit von f(x) das Bild einer ununter
brochenen Linie y = f\x) entwerfen läßt (Art. 7), die, von dem Punkt
^ V — fix) zu dem Punkt x — x i + l , y = f(x i + 1 ) sich erstreckend,
ihre Endpunkte auf verschiedenen Seiten der X-Achse hat, die diese also
notwendig einmal schneiden muß. Einen arithmetischen Beweis findet man
z. B. bei v. Mangoldt, Höhere Mathematik I, S. 449.