§ 5. Bestimmung von Grenzwerten
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§ 5. Bestimmung von Grenzwerten.
129. Grenzwert eines Bruches an einer Stelle,
wo Zähler und Nenner verschwinden. Wenn eine Funk
tion in der Form eines Bruches f(x):F(x) gegeben ist, kann
es eintreten, daß Zähler und Nenner für einen gewissen Wert
x 0 von x beide gleich Null werden.
Es handelt sich dann darum, zu ermitteln, welchen Grenz
wert der Bruch f(x) : F(x) für lim x = x 0 hat. Wir wollen
annehmen, daß sowohl fix) als auch F(x) in einer Umgebung
der Stelle x 0 nebst ihren ersten Ableitungen f'(x) und F'ix)
stetig seien.
Wählen wir alsdann den absoluten Betrag von h so klein,
daß x 0 -f- h in der Umgebung von x 0 liegt und F'ix) außer
höchstens für x = x 0 nicht in der Umgebung verschwindet, so
ergibt sich nach Satz 10 in Nr. 31:
f(x 0 + h ) = f'(Xo + \)
F(x 0 + h) F'(x 0 +\)
Dabei bedeutet h t eine zwischen 0 und h gelegene Zahl. Für
lim h = 0 kommt also:
lim wj\
lim
X — Xq
f\x)
F'(x)
y
mithin:
Satz 25: Wenn zwei Funktionen fix) und F(x) für x = x 0
Leide gleich Nidl sind und sich nebst ihren ersten Ableitungen
in einer Umgebung von x 0 stetig verhalten, ist:
lim
X = X 0
fix)
F(x)
lim
x — x 0
fix)
F' (x)
Wir heben hierbei hervor, daß es noch dahingestellt bleibt,
ob überhaupt ein Grenzwert von f'(x):F'(x) für lim x = x 0
vorhanden ist. Gibt es einen, so ist er notwendig der gesuchte
Grenzwert.
Übrigens kann man den Satz 25 auch auf einem andern
Wege sehr einfach beweisen:
Da nämlich f[x 0 ) == 0 und F(x 0 ) = 0 ist, hat man zunächst: