Starmscher Satz.
599
Sturmscher Satz.
Gleiches findet nach dem Gesagten auch
für f — v und f + v statt. Es können
nun die Zeichenfolgen der Grössen f ,
f s +i’ ?s-f-' 1 nur folgendermaassen be-
schaffen sein:
f. f.+,
(s + 2
f — p
4- i
—
* + p
+ +
4*
oder:
f s f s 4-1
^S + 2
t — p
- +
+
*4 v
+ .
Man sieht, dass in beiden Fällen sich
sowohl für ( — v als für t + v ein Zei
chenwechsel hier findet, also beim Durch
gänge durch s die Anzahl der Zeichen
wechsel unverändert bleibt.
Diese Schlussfolge verliert ihre Gültig
keit nur für f{x) selbst, da hier in der
Reihe kein vorhergehendes Glied vor
handen ist. Im Gegentheil aber lässt
sich zeigen, dass jedes Verschwinden
von f(x) die Anzahl der Zeichenwechsel
um eins und zwar in demselben Sinne
ändert, d. h. wenn z, B. beim Zunehmen
von x einmal ein Zeichenwechsel verlo
ren geht, derselbe bei abnehmendem x
sich niemals wieder einstellen kann, und
ebenso wenn beim Abnehmen ein sol
ches Verlorengehen stattfindet. Mit dieser
Betrachtung wäre dann der Sturm’sche
Satz bewiesen.
Sei f(t) — 0, so müssen
n*-y) = K*)-rf\t)
und
Ke+ *0 =/(») + »*'(*)
offenbar entgegengesetzte Zeichen haben,
wenn nicht auch f\t) = 0 ist, welcher
Fall hier ausgeschlossen worden ist Da
also f\t) sein Zeichen nicht ändert, so
sind nur die nachstehenden Zeichenfolgen
möglich:
f
fi
f
fi
t — p
+
+
t — p
4“
—
£ + r
—
4-
»+*'
—
—
f
fx
f
fi
t—p
—
+
t — p
—
—
t -J- p
4
+
14- v
4
—
Im ersten und vierten Fall stellt sich
beim Zunehmen von f ein Zeichenwechsel
ein, im zweiten und dritten geht einer
verloren. Wir zeigen noch, dass wenn
das erste stattfindet, nie, wenn t grösser
wird, ein Zeichenwechsel verloren gehen
kann. Denn z. B. im ersten Falle ist
für f -f- p f negativ, f t positiv. Wenn
nun mit zunehmendem t f wieder ver
schwinden soll, so muss vorher ein Ma
ximum stattgefunden, also f t sein Zei
chen gewechselt haben, so dass die Rei
henfolge der Zeichen mit — — an
fängt, ohne dass jedoch, wie früher ge
zeigt wurde, hierdurch die Anzahl der
Zeichenwechsel geändert wird.
Ist nun t' > f und ft' = 0, so hat man;
• f fi
t'-p — —
t' + p 4 —
Es stellt sich also wieder ein Zeichen
wechsel ein. Ganz Aehnliches findet im
Falle 4) statt, und in den Fällen 2) und
3) zeigt man in gleicher Weise, dass
mit zunehmendem x sich die Anzahl der
Zeichenwechsel nur vermindern kann.
2) Der verallgemeinerte Sturm-
sche Satz.
1. Satz von Gauchy.
Um das Sturm’sche Verfahren auf die
imaginären Wurzeln zu erweitern, ist zu
nächst ein Satz von Cauchy nothwendig,
der auch für andere Theile der Analysis
von der grössten Wichtigkeit ist. Um
denselben geben zu können, machen wir
folgende Voraussetzungen:
A) Sei z = x + yi eine beliebige com-
plexe Grösse, so sollen unter x und y
immer Abscissen und Ordinaten eines
Punktes in der Ebene verstanden wer
den, der ebenfalls mit z bezeichnet wer
den soll.
B) Wir denken uns, um Alles fest zu
stellen, die obere Seite der Ordinatenaxe
und die rechte der Abscissenaxe positiv.
Ferner, wenn wir Polarcoordinaten ein
führen, also setzen:
x - r cos .9, y — r sm .9, z — re ,
so soll r immer positiv, 5- für Punkte
auf der positiven Seite der Abscissenaxe
gleich 2nn, für solche auf der negativen
gleich (2n + 1) n sein, also auf der po
sitiven Seite der Ordinatenaxe (4w+l)-^
auf der negativen (4m+3)-g-, wo n eine
beliebige ganze Zahl ist.
C) Denkt man sich eine geschlossene
Curve und geht auf derselben von einem
Punkte aus die Curve entlang, bis man
zum Anfangspunkte zurückkehrt, so wird
die Richtung als positiv genommen, in