Beispiele unbestimmter Formen. — Gewöhnliche Extreme.
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Maximum, wenn sie daselbst vom Wachsen zum Abnehmen übergebt;
und einen relativ kleinsten Wert oder ein Minimum, wenn sie vom
Abnebmen zum Wachsen übergebt. Präziser und für die analytische
Verwertung geeigneter gesagt, findet ein Extrem statt, wenn sich eine
positive Zahl ö angeben läßt derart, daß entweder
/(« — Ji) </{a) >/{a + h) (1)
oder /(a — h) > f{a) < f(a + h), (2)
so lange die positive Variable h der Bedingung
h<ö
genügt; die Beziehung (1) kennzeichnet ein Maximum, (2) ein Minimum.
Die zulässige Größe von ö hängt davon ab, wie häufig die Funk
tion den Sinn ihrer Änderung wechselt; hei Funktionen, bei denen
Maxima und Minima in rascher Folge abwechseln, wird d klein ge
wählt werden müssen; für die Zwecke der folgenden Untersuchung
kann d beliebig klein gedacht werden.
Die Begriffe des Maximums und Minimums sind von den Be
griffen des größten und des kleinsten Wertes der Funktion im Inter
vall (a, ß) wohl zu unterscheiden; der größte Wert schlechtweg braucht
nicht mit einem Maximum und der kleinste Wert nicht mit einem
Minimum im Sinne der obigen Definition identisch zu sein. Bei der
Beurteilung dieser Frage muß der ganze Wertevorrat der Funktion,
müssen also auch ihre Werte an den Enden des Intervalls in Betracht
gezogen werden.
Die Feststellung der extremen Werte hat in den angewandten
Gebieten besondere Bedeutung, weil es sich hier häufig darum handelt,
gerade diese Werte zu erzielen.
86. Notwendige Bedingung bei Vorhandensein eines
eigentlichen Differentialquotienten. Der Übergang vom Wachsen
zum Abnehmen oder vom Abnehmen zum Wachsen kann in ver
schiedener Weise vor sich gehen. Der gewöhnliche, die Regel bildende
Fall ist der, daß die Funktion eigentliche Differentialquotienten be
sitzt bis zu jener Ordnung, die bei der Untersuchung noch in Betracht
kommt. Unter dieser Voraussetzung läßt sich zunächst der Satz
nach weisen, daß an einer Stelle, an welcher die Funktion ein Extrem
erlangt, ihre Ableitung notwendig verschwindet.
Im Falle des Maximums folgt nämlich aus (1), daß
fia — h) — f{a) ^ n f{a-f h) —/(o) ^ n
-I, - >u h ^ ■
und da beide Quotienten mit lim h = 0 gegen eine und dieselbe Grenze
konvergieren, so kann f\a) weder positiv noch negativ sein, es ist
also notwendig gleich Null.
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