Geometrische Bedeutung des Differentialquotienten.
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läge nähern wie die links von M schneidenden, daß also die Kurve
im Punkte M nur eine Tangente besitzt.
Auf die eben ausgeführte Betrachtung gründet sich die Aussage,
eine Tangente habe mit der Kurve zwei vereinigt liegende Punkte
gemein, die zusammen den Berührungspunkt ausmachen.
57. Stetigkeit und Differenzierbarkeit. Beispiele beson
derer Fälle. Die Existenz eines endlichen Differentialquotienten an
einer Stelle x setzt Stetigkeit der Funktion in der Umgebung dieser
Stelle voraus; denn, soll der Differenzenquotient (1) bei gegen Null
konvergierendem Nenner einer bestimmten endlichen Grenze (oder der
Grenze 0) sich nähern, so muß auch sein Zähler gegen Null abnehmen;
das aber erfordert die Stetigkeit der Funktion. Umgekehrt folgt aus
der Existenz eines endlichen Differentialquotienten die Stetigkeit der
Punktion an der betreffenden Stelle.
Daß aber die Stetigkeit keine zureichende Bedingung für das
Vorhandensein eines Differentialquotienten überhaupt ist und auch
nicht hindern kann, daß der rechte und linke Differeutialquotient ver
schieden ausfallen, wird aus den folgenden Beispielen hervorgehen, die
im Grunde genommen recht einfach definierte Funktionen betreffen.
Durch Heranziehung komplizierterer analytischer Hilfsmittel ist es ge
lungen, Punktionen zu konstruieren, die trotz Stetigkeit an unzählig
vielen, ja selbst an allen Stellen eines Differentialquotienten entbehren
und daher auch die Möglichkeit einer geometrischen Darstellung aus
schließen. Indessen genüge hier die bloße Anführung der Tatsache,
da derlei Funktionen doch nur rein theoretisches Interesse besitzen. 1 )
1. Ist f{x) — - X x , solange und /(0) = 0, so ist die so
l + e*
definierte Funktion an der Stelle x = 0 stetig und ihr Differenzen
quotient daselbst:
/(*)-/( 0) = l .
h 1’
l + e h
da nun
lim = 1 und lim —-—- = 0,
h=~0 — A = + 0 —
1 -f e h l + e h
so sind linker und rechter Differentialquotient verschieden. An dem
Bilde der Punktion äußert es sich derart, daß im Ursprung, durch
den die Kurve vermöge der Definition von /{x) geht, nicht eine,
sondern zwei Tangenten existieren, oder daß dort die Tangente eine
1) Literaturangaben über solch besondere Funktionen findet maninE.Pascals
Repertorium der höheren Mathematik, deutsch von A. Schepp, I. T., 1900,
S. 110—111.