Fünfter Abschnitt. Maxima und Minima der Funktionen. 285
(4) f{a + Ä) - f(a) - /•(")(« + 6h).
Vermöge der Stetigkeit von fW(x) läßt sich eine hinreichend
kleine Umgebung von a feststellen so, daß innerhalb derselben
f№{x) von fG)(a) um beliebig wenig sich unterscheidet, daß
also jfW(a + 0Ä) dasselbe Vorzeichen bat wie fW(a).
Dann bat für ein gerades n die Differenz f(a + h) — f(a)
in dieser ganzen Umgebung, also zu beiden Seiten von a, das
selbe Vorzeichen wie f'W (a); f(a) ist sonach ein Extrem und
zwar ein Maximum, wenn fG)(a) < 0, ein Minimum, wenn
fW(a) > 0.
Für ein ungerades n dagegen ändert die Differenz f(a -f- h)
— f(a) mit h zugleich ihr Vorzeichen, infolgedessen ist f(a)
kein Extrem.
Das Ergebnis dieser Betrachtung kann in dem Satze zu
sammengefaßt werden: An einer Stelle x = a, tvelche der Glei
chung f (x) = 0 genügt, hat die Funktion f(x) ein Extrem nur
dann, wenn der nächste an dieser Stelle nicht verschwindende
Difj'erentiolquotient von fix) von gerader Ordnung ist; ist er
negativ, so ist f(a) ein Maximum, ist er positiv, so ist f(a) ein
Minimum.
Die beiden in 116 nachgewiesenen Sätze sind spezielle
Fälle dieses allgemeinen Satzes.
Das gemeinsame Merkmal des Maximums und Minimums,
das in der Gleichung
f\a) = 0
sich ausspricht, hat im Zusammenhalte mit 22, 2) eine einfache
Bedeutung in dem Falle, wo man die Werte yon f(x) durch
die Ordinaten einer Kurve in einem rechtwinkligen Koordinaten
system darstellt; es sagt aus, daß in einem Punkte, der einem
Extrem entspricht, die Tangente an jene Kurve parallel ist
zur Ahszissenachse. Man erkennt leicht, daß dies auch für
schiefwinklige Koordinaten gilt.
118. Beispiele. 1) Die in 115 behandelte Funktion
fix) = 2 x 3 — 3 x 2 + h,
deren Differentialquotient für x = 0 und x == 1 Null wird, er
ledigt sich mit Hilfe des zweiten Differentialquotienten