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Der Funktionsbegriff. § 3. Stetigkeit der Funktionen.
Vorkommen; denn die Annahme, daß es außerhalb aller Intervalle
liege, stünde entweder mit /{cc) < g oder mit g <f{ß) im Wider
spruch.
Es ist eine Folge des obigen Satzes, daß die Funktion auch jeden
Wert zwischen m und M annimmt; denn die Stellen, an welchen
f{x) gleich m, bzw, gleich M ist, gehören dem Intervall (cc, ß) an.
Eine weitere wichtige Folge spricht der folgende Satz aus:
Wenn die Funktion fix) in dem abgeschlossenen Intervall a F x <i ß
stetig ist und an seinen Enden entgegengesetzt bezeichnete Werte besitzt,
so existiert wenigstens eine Stelle | in (a, ß), an der /(£) = 0 ist.
Da nämlich f(x) jeden Wert zwischen /(cc) und /(ß) innerhalb
(cc, ß) mindestens einmal annimmt, so gilt dies auch von 0, das nun
zwischen /(cc) und /(ß) liegt.
4. Hat eine in dem Intervall (cc, ß) stetige Funktion fix) die
Eigenschaft, daß zu einem beliebig klein festgesetzten positiven e ein
hinreichend kleines positives d bestimmt werden kann derart, daß
\/(x")-/(x)\<8
solange x" — x' | < d,
so nennt man sie gleichmäßig stetig in dem Intervall. Der Sinn dieser
Definition ist also der, daß, wo man auch zwei Stellen in (cc, ß) be
zeichnet, deren Abstand unter d liegt, der Unterschied der zugehörigen
Funktionswerte jedesmal dem Betrage nach kleiner als e ist.
Bei dieser Eigenschaft muß zwischen abgeschlossenen und nicht
abgeschlossenen Intervallen wohl unterschieden werden; bezüglich der
ersteren gilt der wichtige Satz:
Eine im abgeschlossenen Intervall (cc, ß) stetige Funktion ist daselbst
gleichmäßig stetig.
Es werde zunächst vorausgesetzt, die Funktion sei monoton
wachsend und (A, JB) ihr Intervall; man teile dieses in soviel (n)
Jg £
gleiche Teile, daß = & < - sei. Zu den Funktions werten
/(«), /(«) + h A a ) + -k, • • • /(«) + n—lk, /(ß)
sollen die (gleichfalls steigend geordneten) Argumentwerte
x 0 — cc, x x , x% ... X n _ 1 , ß = x n
gehören; je zwei benachbarte bestimmen ein Intervall, und das kleinste
unter diesen n Intervallen habe die Größe h; dann genügt jedes ö, für
das 0 < d <( h besteht, der obigen Forderung. Nimmt man nämlich
irgend zwei Werte x, x" an, für die x"— x <ih, so fallen sie ent
weder in ein und dasselbe Intervall {X v x i+1 ), oder sie verteilen sich
auf zwei benachbarte Intervalle xß, (x i} x i+1 ). Im ersten Falle
ist unmittelbar
I/O") -/0') I <