Quantität.
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Quantität.
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selben gelten also für jeden reellen Werth
von x. lieber die Formel III a. ist aber
eine wichtige Bemerkung zu machen.
Brucbpotenzen sind, wie wir im vorigen
Artikel gesehen haben, mehrdeutige
Grössen, und Potenzen mit irrationalen
Exponenten sogar unendlich vieldeutig,
da der Nenner des Exponenten unend
lich gross zu denken ist. Definirt man
dagegen die Grösse e x immer durch For
mel III., so ist e x eindeutig, da n eine
ganze Zahl ist und daher nur einen Werth
gibt. Gleiches folgt, wenn man x durch
Reihe lila, definirt.
„Der Ausdruck e wird also immer
als eine eindeutige Function von x auf
gefasst, welchen reellen Werth auch x
habe, und ist durch Formel III a. völlig
bestimmt. Dieser Werth von e x ist aber
immer positiv, so lange x reell bleibt.“
In der That sind: lim
und
( 1+ 'ä
lim beide positiv, wenn man
n wachsend und positiv denkt. Da nun
jede Wurzel nur höchstens einen reellen
und positiven Werth hat, so ist, falls x
ein Bruch ist, leicht aus der Reihe der
Werthe von e x , welche man bei einer
andern Definition dieser Grösse erhalten
würde, der zu bestimmen, welcher der
jetzigen Definition entspricht.
Um nun die Definition von e X auf
imaginäres x auszudehnen, bemerken
wir, dass zunächst der Ausdruck (« + /Ji) s
immer eine Bedeutung hat, wenn s eine
positive ganze Zahl ist, denn in diesem
Falle hat man es ja mit einem wieder
holten Multipliciren zu thun, und kann
die Regel III. des vorigen Abschnittes
anwenden. Auch kann s eine negative
ganze Zahl sein; man setzt dann:
(«+/»*) =
(a+ßi)
und die Sätze III. und IV. des vorigen
Abschnittes gehen das Nöthige, so dass
in diesen Fällen
oder («+/Si) s
sich immer wieder auf complexe Grössen
a-\-bi zurückführen lassen.
Diese Betrachtungen machen es mög
lich, die Grösse e X für complexes x zu
definiren, indem wir sagen: „dass e x für
beliebiges x durch die Formel III. oder
III a. gegeben sein soll.“ Da die For
mel lila, nur Potenzen von x enthält, so
gibt sie nach dem Obigen wieder eine
complexe Grösse. Die Identität beider
Definitionen ergibt sich daraus, dass die
Entwicklung von ^1+—y i nach dem Bi
nomischen Satze richtig bleibt, wenn auch
x imaginär ist. Denn wenn man n als
ganze Zahl denkt, so drückt ja der Bi
nomische Satz nur die Regel für ein wie
derholtes Multipliciren von 1 + — mit
n
sich selbst aus, welche Regel ihre volle
Anwendung auch für imaginäres x nach
dem Obigen findet.
Es ist jedoch noch zu zeigen, dass die
Entwicklung von e x in lila, noch einen
bestimmten Werth gebe, also convergiré,
wenn x imaginär wird. Dieser Beweis
lässt sich so führen:
Setzt man in lila, für x a +
ergibt sich:
a+bi „ <t + ¿i ,
e =1 + —j—+
(a+biy
1-2
so
, O+fo) 8 |
■ 1.2 • 3 ^ ' ‘ '
Haben n und b die absoluten Werthe
a und ß, so dass a und ß positive
Grössen sind, so ist offenbar sowohl der
reelle als der imaginäre Theil von
(a + fii) S , abgesehen vom Vorzeichen,
kleiner als («+/S) s . Denn die einzelnen
Glieder des erstem Ausdruckes, wie sie
der Binomische Satz ergibt, unterschei
den sich von den entsprechenden des
letztem nur durch das Zeichen oder durch
den Umstand, dass sie noch mit i mul-
tiplicirt sind. Diese letzteren Glieder
bleiben im reellen Theile ganz weg.
Denkt man sie also positiv genommen
zu demselben hinzugefügt, so wird der
selbe vergrössert, und dasselbe geschieht,
wenn man die negativen Glieder mit
verändertem Zeichen nimmt. Im ima
ginären Theil dagegen, wo die nicht mit
i multiplicirten Glieder wegbleiben, wer
den diese hinzugefügt und ebenfalls alle
Glieder positiv genommen. Setzen wir
also:
(a+bi) S = p + qi,
so ist:
p<(a + ß) S und q < («+/?) S ,
also wenn man setzt:
e a+bi -P+Qi,