Vierter Abschnitt. Reihen.
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Dieses Verhalten ist die notwendige Folge der Periodizität
der natürlichen Potenz, aus welcher der natürliche Logarithmus
durch Umkehrung hervorgeht (33).
Weil die komplexe Variable auch die reelle und die rein
imaginäre umfaßt, so gilt der eben ausgesprochene Satz auch
für diese.
Ist y = 0, so ist Are tg —■ entweder = 0 oder = n, je
nachdem x > 0 oder x < 0; man hat also für den allgemeinen
Logarithmus einer reellen Zahl x die Ansätze:
für x >■ 0 Ix = Tx -f 2üTti
für x <C0 Ix = T \ x \ -{- (2% -j-
wobei Tx, bzw. T\x\ den Logarithmus im gewöhnlichen arith-
metrischen Sinne bedeutet.
Die erste dieser Formeln zeigt, daß sich unter den un
endlich vielen Werten des natürlichen Logarithmus einer posi
tiven reellen Zahl ein einziger reeller Wert befindet, eben der
Hauptwert; dieser ist es, den man gewöhnlich mit Ix bezeichnet.
Aus der zweiten Formel geht hervor, daß die Werte des Loga
rithmus einer negativen reellen Zahl wie die einer komplexen
Zahl sämtlich imaginär sind.
Es mag noch die einfache Gestalt der Formel (16) an
geführt werden, welche sich bei trigonometrischer Darstellung
von z ergibt. Ist £ = r(cos(jp + fsinqp), so hat man:
Iz = lr -j- icp 4- 2%ni.
Bei der Abbildung von w = Iz entsprechen jedem Punkte
der ¿-Ebene unendlich viele (äquidistante) Punkte der w-Ebene.
107. Trigonometrische Funktionen. Zur Definition
der trigonometrischen Funktionen Sinus und Kosinus sollen
bei komplexem Argument dieselben beständig und absolut
konvergenten Potenzreihen genommen werden, welche sich in
96, (22) und (23), bei rellem Argument für diese Funktionen
ergeben haben. Bezüglich der anderen Funktionen sollen die
nämlichen Beziehungen gelten, wie bei reellem Argument, also
tg£ = ^ usw. Wir wollen zeigen, daß dies auf das näm
liche hinauskommt, wie wenn man die Formeln 105, (15) als
allgemein geltende Definitionen festgelegt hätte.