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Fünfter Abschnitt. Maxima und Minima der Funktionen. 291
die Art des Extrems nach derselben Hegel, wie vorhin f"(a) ent
schieden hat.
Wenn nämlich f"(a) = 0 und f'"(a) < 0, so sind die Kri
terien dafür vorhanden, daß f'{a) ein Maximum ist; da aber
f'(a) = 0 ist, so muß f'(a -f- h) in gehöriger Nähe und zu beiden
Seiten von a negativ sein; dann aber ist f(a) kein Extrem.
In gleicher Weise schließt man aus f"(a) = 0 und f'"(a) > 0,
daß f'(a) — 0 ein Minimum ist, daß also f'(a + h) in gehöriger
Nähe und beiderseits von a positiv sein müsse, woraus folgt,
daß f(a) kein Extrem ist.
Der zweite Teil der Behauptung erweist sich folgender
maßen als richtig.
Aus f" (a) = 0 und f lv (a) < 0 schließt man, daß f"{a) = 0
ein Maximum ist, daß also eine Umgebung von a existiert, in
welcher f"{a + h) negativ bleibt mit alleinigem Ausschluß von
h = 0; in dieser selben Umgebung ist f{a + h) abnehmend,
und da f'(a) = 0, so ist f'(a -f h) links von a positiv, rechts
davon negativ, infolgedessen f(a) ein Maximum.
In analoger Weise ergibt sich, daß für f IV (a) >0 f{a)
ein Minimum ist.
117. Allg emeines Kriterium. Unter gewissen Voraus
setzungen, die aber bei den gewöhnlich auftretenden Funktionen
fast ausnahmslos vorhanden sind, läßt sich die Frage nach den
Extremen allgemein erledigen. Die Funktion f(x) besitze im
ganzen Bereiche, in welchem sie betrachtet wird (etwa mit
Ausnahme der Grenzen), eigentliche Differentialquotienten und
für einen Wert x = a, für den f'( a ) = 0, sei auch
f"(a) — 0, f"(a) - 0, ... /■(-!)(«)- 0,
hingegen f^(a) =)= 0; ferner sei f( n \x) wenigstens in einer an-
gebbaren Umgebung von a stetig.
Unter diesen Voraussetzungen läßt die Funktion in der
letztgedachten Umgebung die Anwendung der Taylorschen
Formel zu, und diese (91, (6) und (7)) gibt:
/(« + Ä) - m + i ^Y, ± V > K (0 < e < i)
woraus
(4) f(a + h) - f(a) - r /•<“)(« + Oh).