228
Dritter Abschnitt. Particuläre Gleichungen. V.
§ 73. Methode der Aufsuchung der Wurzelgrenzen nach Newton.
Um bei der Aufsuchung der rationalen Wurzeln schneller zum
Ziele zu gelangen, ohne dass man die Prüfung der Wurzeln und
Nichtwurzeln auf alle ganzen Pactoren des Absolutgliedes auszu
dehnen braucht, kann man vorher die obere und untere Grenze
der Wurzeln annähernd bestimmen. Wir beweisen zu diesem Zwecke
das folgende
Theorem. Jede Zahl, welche für x eingesetzt, das Polynom
f(x) und alle seine Derivirten positiv macht, ist eine obere Grenze
der positiven Wurzeln, und jede Zahl, welche für x eingesetzt, das
Polynom f{x) und alle seine Derivirten abwechselnd positiv und
negativ macht, ist eine untere Grenze aller Wurzeln.
Um dies zu beweisen, gehen wir aus von der Gleichung
fix) = f(y + >)- m + /'<» f + rw fl + • • • + r = 0 •
Ertheilt man der Variation z einen solchen Werth, dass alle
Coefficienten f(z), f'(z), f"(ß), • • • positiv werden, so muss jeder
Werth von y negativ sein; d. h. alle Werthe x t — z, x 2 — zu. s. w.
negativ. Deshalb ist z grösser als die grösste unter den Wurzeln
00-^ y 00^ • • • 00yi ; und also eine obere Grenze der Wurzeln. Wenn da
gegen alle Coefficienten abwechselnde Vorzeichen haben, muss y
positiv sein, d. h. alle Werthe x l — z, x% — z, u. s. w. positiv. In
diesem Falle ist der betreffende Werth von z eine untere Grenze
aller Wurzeln.
1. Beispiel.
x b — 5x 4 -f- x 3 -f- 1Gx 2 — 20x -f- 16 = 0 .
Man findet
f(y -Jr #)= (z 5 — 5z 4 + z 3 -j- lGz 2 — 20,0 -j- 16)
+ (5z 4 — 20z 3 + 3z 2 + 32z — 20)-f
+ (20z 3 - 60z 2 + Gz-f 32) ^ -f (GOz 2 —120,0 + 6)^
+ (120s -120)^-
Mithin ist