Quadratische Factoren. 38 Quadratische Factoren.
T l = nr'* cos-^- + («—l)r M ~lylcos {^A- y) + ( n ~~ 2)r n ~' 2 iS cos + 2y^ + . . .
oder
3 1 , =y^(r+ ( «- 1) } / 2^ il )+^(r 2 + ( «- 2) } / 2ß i2 )+^=(r3 + ( n-3 ) y2C f Q
+ . . .
und ein ähnlicher Ausdruck findet auch für U l statt. Damit dieser Ausdruck
stets positiv sei, muss r grösser sein als der absolut grösste Werth von:
(n-1)1/2 4, l/(«-2)]/2£, V(n-3')Ÿ2C...
Dies jedoch ist schon der Fall, wenn,
wie oben angenommen, r grösser als der
grösste Werth von A n 2, Î BnY 2,
3
y Q n y2 u> s - w - ist, es kann also un
ser Integral nicht Null sein, und l 2 +u 2
oder t und u werde gleich Null für einen
Werth von x, dessen Modul innerhalb
der Grenzen 0 und ß liegt, wenn man
ß hinreichend gross nimmt; es ist also
f{x) einmal gleich Null für einen com-
plexen Werth von x, was zu bewei
sen war.
Dieser Beweis gilt allerdings zunächst
nur, wenn die Coefficienten der Glei
chung reell sind, er lässt sich aber auch
leicht auf den Fall ausdehnen, wo com
plexe Coefficienten Vorkommen. Seien
nämlich in 2 A v xp in der That die A
complexe Zahlen, setze man x = y-\-zi,
und trenne Reelles und Imaginäres, so
kommt :
2A p xP = F(y, z>)+v f (y, z),
wo die algebraischen ganzen Functionen
F und y reelle Coefficienten haben.
Setzt man nun einzeln:
F(?/,z) = 0, y(j/,s) = 0,
so lässt sich aus der Verbindung dieser
Gleichungen, indem man z eliminirt, je
denfalls nach unserm Satze ein Werth
von y~a-\-ßi, und das zugehörige
z = y + cTi ahleiten; es muss dann der
Ausdruck x — y+z-i — «—cr+i((S+y) die
Gleichung
2 ApXP — 0
erfüllen.
4) Ist nun f(a 2 ) = 0, so ist als
f{x) - (x-a t ) (x-« 2 ) (x),
wo f L (x) eine ganze rationale Function
von x ist, die einen Grad niedriger als
f(x) ist. Da auch f\(x) für einen Werth
von x Null werden muss, so kommt
f(x) = (x-a l )(x-a 3 )f a (x)
und indem man so fortfährt
f(x) = (x—n,)(.£ —« a ) . . . (x — an) C,
wenn vorausgesetzt wird, dass f(x) vom
wten Grade ist. C wird dann eine Fun
ction vom Grade Null, d. h. eine Con-
stante sein. Es lässt sich aber auch
leicht beweisen, dass keine andre Zerle
gung von f(x) in lincäre Factoren mög
lich ist. Denn sei:
f(x) = (x-ß t )(x-ß % ) . . . (x-ß n )D,
so wäre nach dem Obigen z. B.
f(ßi) = 0;
da aber
fCß i)~(ßl ct 1) (ß ä fi 2) • • • (/hi (in) (j
ist, so müsste einer der Factoren ß l —« s
gleich Null sein, woraus
ßi= a s
folgt, und da dies für jedes ß gilt, so
sind die ß mit den « identisch.
Seien jetzt alle Coefficienten von f(x)
reell. Die Ausdrücke a l , « 2 ... C c n
können reell oder complex sein. Sei
z. B. complex und gleich rcosy +
irsiny, so ist in:
Quadrat
nung ist, sich
tische Factoren
zerlegen lässt,
so muss ein 1:
reell sein, da ji
die imaginären
kommen müsse
5) Nur in -v
die Zerlegung
wirklich genau
testen findet d;
Ausdruck
statt, mit dem 1
wollen. Es sin
Fälle zu unten
gegeben:
Die Gleichung
x
führt zu den V
wo
wo s einen der
2 n 2 n
x —a
Es sind nämlich
zusammengestell
zuletzt genomme
also:
( —U
\x—aß 11 / V
also :
f(x) - SA g x s = 2(A s r s cos $'f + iA s r s sin sy)
sowohl 2A $ r s cossrji als auch 2A s r s e,msrf
einzeln gleich Null zu setzen, und hier
aus folgt, dass « 2 = rcos y—ir sin y eben
falls eine Wurzel unserer Gleichung sein
muss.
Jedem complexen Factor von f(x)
X — a — hi entspricht also ein andrer
x-a-\-bi, und beide geben das Product
(x—a) 2 +b'.
a und b sind hier reell; also alle
imaginären Factoren lassen zu zweien
sich auf diese Form zurückführen, von
den reellen aber immer je 2 ganz belie
bige sich zu einem quadratischen Factor
vereinen. Hieraus folgt, dass wenn die
höchste Potenz von .r von grader Ord-
2 n 2 n
x —a
Sei jetzt
der zu zerlegende
von der Form