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I. Kapitel. Die natürlichen Zahlen.
§ 9. Zusammenfassender Überblick über die Rechenoperationen.
Von der Summe zweier Zahlen gelangt man zum Produkte und
vom Produkte zweier Zahlen zur Potenz, indem man für einen der
beiden Summanden (bezüglich Faktoren) wieder eine Summe (be
züglich Produkt) substituiert, für einen der beiden Summanden (be
züglich Faktoren) dieser Summe (bezüglich dieses Produktes) abermals
eine Summe (bezüglich Produkt) wählt, in dieser Weise beliebig weit
fortfährt und dann die sämtlichen verwendeten Zahlen einander gleich-
setzt. Ob man beständig den ersten Summanden (bezüglich Faktor)
oder beständig den zweiten Summanden (bezüglich Faktor) durch
eine Summe (bezüglich Produkt) ersetzt, kommt auf dasselbe hinaus,
weil für das Addieren und das Multiplizieren das kommutative Gesetz
gilt. Es erhebt sich jetzt die Frage, kann man auch vom Potenzieren
in ähnlicher Weise zu neuen Rechenoperationen fortschreiten? Ver
wendet man für die Rechnung von vornherein nur eine Zahl a und
ersetzt man immer wieder die Basis durch eine Potenz, so gelangt
man sukzessive zu den Zahlen a a , (a a ) a , [(«“)“] usw.; ersetzt man aber
immer wieder den Exponenten durch eine Potenz, so wird man auf
die Zahlen geführt: a a , a^ aa \ ^ usw. Alle diese Größen sind offenbar
vollkommen bestimmt, wenn man den Wert von a und die Zahl n
kennt, welche angibt, wie oft a hingeschrieben ist. Wir wollen des
halb, zur Abkürzung für den Augenblick, die Potenzformen der ersten
Art durch (a, 2), (a, 3), (a, 4) . . . (a, n), die der zweiten durch [a, 2],
[a, 3], [a, 4], . . . [a, n\ bezeichnen. Aus § 7 B, V ergibt sich un
mittelbar, daß
(» — 1) Faktoren
/ \ aa-• -a (~w—i)
(a, n) = a = a ,
also auf eine gewöhnliche Potenz zurückführbar ist. Das Symbol
[a, w] definiert dagegen eine neue Rechenoperation, die man als
Operation vierter Stufe bezeichnet hat. In der mathematischen Lite
ratur finden sich verhältnismäßig nur wenige Arbeiten, die dem
Studium derselben und der zu ihr inversen Operationen gewidmet
sind. 1 ) Weil die Entwicklungen recht kompliziert sind, und ein
wirkliches Bedürfnis zur Verwendung dieser Operation sich bisher
nicht herausgestellt hat, wollen auch wir nicht näher darauf eingehen
und noch weniger auf die Rechenoperationen fünfter, sechster usw.
Stufe, zu denen man bei weiterem Fortschreiten in analoger Weise
gelangen könnte. Wir werden vielmehr bei den in den §§ 3—8 be-
1) Eisenstein, Journ. f.Math., Bd. 28, S. 49; Woepcke, Journ. f. Math.,
Bd. 42, S. 83; Gerlach, Zeitschrift f. math. u. naturwissensch. Unterricht, 13.
Jahrg., S. 423; Schulze, Archiv f. Math. u. Phys. (2), III, S. 302.