136 Anwendungen der Differentialquotienten. § 1. Unbestimmte Formen.
Unter den unbestimmten Formen ist eine, auf die man die übrigen
zurückführt-, sie hat folgende Entstehung:
Es sei /{x) = eine gebrochene Funktion mit stetigem Zähler
und Nenner, die beide bei dem Grenzübergange lim x = a gegen Null
konvergieren, so daß man wegen der Stetigkeit auch <p{a) = 0, ^(a) = 0
zu setzen hat. Man sagt dann, die Funktion nehme an der Stelle a
die Form ^ an.
Da (p{x) und il>(x) bei dem Grenzübergange gleichzeitig unend
lich klein werden, so hängt der Grenzwert von der Ordnung des
Unendlichkleinwerdens jeder einzelnen ab (49). Läßt sich hierüber
auf irgend welche Weise ein Aufschluß erlangen, so ist die ganze Frage
entschieden. Ein einfaches Beispiel dieser Art bietet die Funktion
/(x)
die an der Stelle x = a die Form / annimmt. Sind m, n zunächst
natürliche Zahlen, so läßt sich vom Zähler wie vom Nenner der
Faktor x — a abspalten, der allein das Verschwinden beider bei x = a
zur Folge hat; Zähler und Nenner werden unendlich klein von der
selben Ordnung wie x — a, daher ist
/(«) = lim/Or) =
x — a
ax m ~ 2 + \- a"- 1
Lx n - 1 +ax n ~ 2 -{ h a n ~\
Den Fall, daß w, n positive gebrochene Zahlen seien, die man immer
als gleichnamig voraussetzen kann, also etwa m — , n = ~, führt
i i
man durch die Substitution x a = y, a° = a auf den früheren zurück
und erhält schließlich dasselbe Resultat.
Ein anderes wichtiges Beispiel solch direkter Erledigung bildet
die Funktion
/0*0 =
a 0 x m + a lX m +1 + • • • + a k x m + i
b 0 x ” “b +1 ff - ■ ■ ■ ff - L 1 *” +1
{m, n ganze Zahlen)
an der Stelle x — 0. Vom Zähler läßt sich der Faktor x m , vom
Nenner der Faktor x n abtrennen; Zähler und Nenner werden somit
unendlich klein von der Ordnung m, n bzw., sofern x als Größe
erster Ordnung gilt; man hat daher
/(0) = lim /{x) = |S
.r = 0 u 0
= 0,
wenn m = n\
r>
= OQ
r>
w > w ;
m < n ;