Sturmscher Satz.
Sturm scher Satz.
welcher, wenn man sich den Anfangs
punkt der Coordinaten innerhalb der
Curve denkt, der Winkel ,9 zunimmt.
Die entgegengesetzte Richtung ist negativ.
Denkt man sich die Ebene horizontal,
und Denjenigen, welcher die Curve um
kreist in aufrechter Stellung, so wird er
beim positiven Umkreisen den von der
Curve eingeschlossenen Flächenraum zur
Linken haben. Nach diesen Vorberei
tungen lässt sich der Cauchy’sche Satz
folgendermaassen aussprechen.
Sei zu dem Ende z — x-\-yi eine be
liebige complexe Zahl;
f z) = P + Qi
eine ganze rationale Function von z oder
allgemeiner eine eindeutige Function,
welche nur für unendliches 2 discontinuir-
lich wird, endlich q (x, y) — 0 die Glei
chung einer geschlossenen, sonst beliebi
gen Linie, die wir A nennen, auf wel
cher aber f{z) nicht verschwinden, also
nicht P = Q = 0 sein soll.
Wenn man die Linie A in po
sitiver Richtung vollständig
durchschreitet und dabei die
Punkte merkt, in welchen gleich-
P
zeitig P= 0 wird, und — sein
Zeichen ändert, die Anzahl der
Punkte, wo dies Zeichen vompo-
sitiven zum negativen übergeht
mit a, die wo das Umgekehrte
stattfindet, mit b bezeichnet, so
ist a — b doppelt so gross, als
die Anzahl der von A umschlos
senen Punkte, in welchen f(z)
verschwindet, also als dieAnzahl
der von A umschlossenen Wur
zeln der Gleichung f(z) = 0.
Vorausgesetzt ist hier nur, dass auf A
selbst nicht /■(2) = 0 wird. Wohl kann
aber z) = 0 mehrfache Wurzeln inner
halb A haben. In diesem Falle
wird dann eine nfache Wurzel
als n einfache gerechnet.
Wir geben in vereinfachter Form einen
Beweis dieses merkwürdigen Satzes, der
von Liouville und Sturm herrührt.
(Journal des Mathématiques von Liou
ville Band 2).
A) Wenn der ausgesprochene Satz lör
zwei Flächenräume gilt, die einen Theil
der Begrenzung gemein haben, so gilt
er auch für die Gesammtfläche, wenn
man den gemeinschaftlichen Theil der
Begrenzung weglässt.
Denn seien ABCA, CBDC (Fig. 416)
zwei solche Räume, im erstem Raume
d Wurzeln der Gleichung /"(s) = 0 vor
handen, im zweiten dj, möge auf der
ersten Begrenzung a und b die oben
gegebene Bedeutung haben, auf der an
dern «, und b v , dann ist nach der An
nahme:
a — b = 2 cT,
b i = 2(f 4 ,
also ;
a + a'-(b - b l )=2[d+d l ).
Der Satz also gilt für die Gesammt-
begrenzung. Da man aber beim positi
ven Umkreisen von ABCA das Stück
BC in der Richtung von BC, dagegen
beim positiven Umkreisen von CBDC dies
Stück in der Richtung CB zurücklegt,
P
so wird beim zweiten Wege — ebenso
oft vom Negativen zum Positiven über
gehen, als auf dem ersten vom Positi
ven zum Negativen und umgekehrt; dem
B entsprechenden Theil von a wird
also ein gleicher Theil von b v entspre
chen, dem von ein gleicher von b,
diese Theile heben sich, und somit kann
das Stück BC ausser Acht bleiben.
Was für zwei Räume gilt, ist na
türlich auch für beliebig viel gültig, da
man beliebig zwei zu einem und diesen
mit dem dritten u. s. w. vereinigen kann.
Wir haben also bewiesen;
B) Wird ein Raum durch Zerschnei
den in mehrere andere getheilt, gilt
unser Satz dann für alle Theilräume, so
gilt er auch für den Gesammtraum.
Fig. 416.