Sturmscher Satz.
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Sturm scher Satz.
Denkt man sich den Ausdruck:
j*d]gf(z) über die Curve A erstreckt,
so ist derselbe bekanntlich gleich der
Summe der Ausdrücke f' d lg f(z) auf
geschlossene Curven bezogen, welche je
■n.- .... *
eine Discontinuitat von umgeben.
Discontinuitäten aber treten nur ein für
fi*) = 0 oder jr~ — 0.
Ist die Wurzel eine »ifache (in dem
obigen Sinne genommen, der sich auch
auf dem Windungspunkte bezieht), so
ist wie leicht zu sehen (vergl. den Ar
tikel: Quantität, imaginäre)
j d lg f(z) = 2nin oder = — 2nin,
je nachdem
/•(0 = 0 oder = 0
ist, also die Summe der Theilintegrale:
2ni(d — i)
Was nun das auf A bezogene Integral
anbetrifft, so ist — au £ Q urve
dz
immer continuirlich, also der Werth
desselben gleich dem Unterschiede der
Werthe lg/'(s) im End- und Anfangs
punkte. Da diese Punkte aber zusam-
fallen, so kann dieser Unterschied nur
2kni, und k eine beliebige ganze Zahl
sein. Sei k z. B. positiv und setzen wir:
f{i)zz Q e 01 , \gf(z)=\gQ + oi,
möge a beim Umkreisen der Curve A
immer zunehmen, so wird offenbar:
„ P
P = p COS ff = — = cot ff,
und da <j von 0 bis 2 kn zunimmt, 2k
gleich der Anzahl der Werthe sein, wo
P
P verschwindet, — vom Positiven zum
Negativen übergeht, dann ist k = a,
6=0. Geht aber g auch vom Negativen
zum Positiven über, so ist, da die Stel
len, wie dies geschieht, in Abzug kom
men, 2k = a — 6, und dies ist offenbar
noch der Fall, wenn k negativ ist, wo
dann n < b wird. Es ist aber nach dem
Obigen:
2 7ii (cf — i) = 2kni,
2k = a— b = 2(d — t),
was zu beweisen war.
IV. Das Sturm’sche Verfahren
bei imaginären Wurzeln.
Um nun zu erfahren, wie viel Wurzeln
in einem gegebenen von A umschlosse
nen Raum vorhanden sind, nehmen wir
wieder an, die algebraische Gleichung
f(i) = 0 sei gegeben, dann ist also
(et — h) = 2 ff, und es kommt darauf an,
ff — b direct zu ermitteln. Wir thun dies
unter der Bedingung, dass die Curve
A, welche ja nicht continurlich gekrümmt
zu sein braucht, aus Theilen besteht, in wel
chen x und y als ganze rationale Functio
nen einer dritten Grösse u gegeben sind.
Es ist für jeden solchen Theil auch P
und Q als ganze Function von z gegeben,
Die Aufgabe beschränkt sich dann
darauf, a — b für einen solchen Theil,
den wir B nennen, zu finden, die Summe
aller dieser Theile ist dann gleich 2c)'.
Da über die Form der Begrenzung nichts
festgesetzt ist, so lässt sich in Bezug
auf die Begrenzung immer der obigen
Bedingung genügen. Die Ermittlung von
ff — b geschieht nun ganz nach dem
Sturm’schen Verfahren.
P
„Man dividire —, sei — Q l der Di
visionsrest, ferner •
O, der von — u. s.w.,
2 (>L
so kommt man endlich auf eine Con-
stante — Qn. da P und Q auf der Be
grenzung nicht gleichzeitig verschwinden,
also keinen gemeinschaftlichen Factor
haben. Seien nun « und ß der Anfangs
und Endpunkt von B im Sinne einer po
sitiven Bewegung, so ist « — b gleich
dem Uebcrschusse der Zeichenwechsel
der Reihe P, Q, Q t ... Q in ß gegen
die in n“. n
Es ist hier zu bemerken, dass auch Q
von höherer'Dimension als P sein kann;
in diesem Falle ist bei der Division von
P
— natürlich P seihst als Rest, also
— (>, = P zu setzen.
Der Beweis ist ganz ähnlich wie in
1) zu führen. Wie dort wird dargethan,
dass ein Zeichenwechsel von Q, Q, ...
keinen Einfluss übt. Was P anbetrifft,
so können nicht gleichzeitig P und Q
ihr Zeichen wechseln, also wenn P=0
für 2 = s wird, so sind folgende Fälle
möglich:
P Q P Q P Q P Q
* — v + + -j -4-
* -v — + — + + H •
Im ersten und vierten Falle geht — vom
Positiven zum Negativen über, es wird