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VI. Kapitel. Die irrationalen Zahlen.
(für alle Werte von n, n), kann also nur cc < ß oder cc = ß sein.
Ebenso ergibt sich aus h n , < A n (für alle Werte von n, n), daß ent
weder ß < cc oder ß = cc. Wenn nun für alle W'erte n, n' gleich
zeitig a n < B n , und b n , < A n , so muß cc = ß sein. Umgekehrt schließt
man leicht aus cc = ß, daß für alle Werte n, n' notwendig a n <.B n ,
und b n , < A n ist; denn es ist jedes a n < cc, also nach der für die
Gleichheit zweier irrationalen Zahlen aufgestellten Definition auch
jedes a n <C /3; nun ist aber ß kleiner als irgend ein B n ,, folglich
a n < B n r, ebenso ergibt sich h n . < AJ).
Die hinreichende und notwendige Bedingung für cc > ß besteht
darin, daß für genügend große Werte von n, n auch a n > B n .\ denn,
wenn «>/3, so gibt es eine rationale Zahl r derart, daß cc>r>/3, also
für hinreichend große Werte von n, n einerseits a n > r und anderer
seits r > B n ,, woraus a n > B n , folgt. Weiß man umgekehrt, daß
a n > B n ’ genügend große Werte von n, n, so ergibt sich aus
den Ungleichungen cc > a n , a n > B n ,, B n , > ß, daß cc > ß sein muß.
Ein und dieselbe irrationale Zahl kann der Wert von mehreren
Doppelreihen sein, deren Glieder voneinander verschieden sind. Es
läßt sich aber jede irrationale Zahl durch eine eindeutig bestimmte
Doppelreihe dar stellen, z. B. so, daß die Glieder systematische Brüche
mit einer beliebig gewählten Grundzahl g sind, jedes Glied eine Stelle
mehr enthält als das vorhergehende und die Differenz zweier ent
sprechenden Glieder beider Hälften eine Einheit der letzten Stelle be
trägt. Ist die irrationale Zahl cc durch die Doppelreihe (a w ; A n ) ge
geben, so können wir nach Annahme einer beliebigen positiven ganzen
Zahl v den Index n so groß wählen, daß A„ — a„< Man bestimme
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nun die positive ganze Zahl h v derart, daß a n <
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also
A n < ^ 2 - Es ist dann < a < ^ 2 • Man hat jetzt noch cc
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mit 1 zu vergleichen; je nachdem cc ^ ist ^ < cc < ~ v ~^r~
oder gv" 1 < « < 2 • Damit haben wir cc zwischen zwei Brüche
eingeschlossen, deren Nenner g v sind, und deren eindeutig bestimmte
Zähler sich um 1 unterscheiden. Bezeichnen wir den kleineren der
beiden Zähler jetzt mit c v (also entweder c v =b v oder c v =b v -\- 1),
1) Wenn die beiden Doppelreihen A„) und (6„.; B n ) die rationalen
Werte a bezüglich b haben, so kann von einem gewissen Werte des Index n an
stets a n = a und von einem gewissen Werte des Index n' an stets B n ,— b sein.
Alsdann würde aus a—b für die betreffenden Werte der Indices a n = B n ,
folgen. Yon diesem Falle abgesehen, gilt das oben angegebene Kriterium auch
für Doppelreihen von rationalen Werten.