58 Der Funktioasbegriff. § 1. Funktionen einer und mehrerer Variablen.
6. P = n\ ist eine Funktion der unstetigen Variablen n, deren
Gebiet die Reihe der natürlichen Zahlen ist.
II. Der Funktionsbegriff in der eben erörterten Form, geknüpft
an das Vorhandensein eines arithmetischen, die Variable x enthaltenden
Ausdrucks, war lange Zeit hindurch herrschend, nachdem ihn Euler
zur Grundlage einer Funktionentheorie gemacht hatte. Die weitere
Entwicklung der Mathematik und ihre fortschreitende Anwendung auf
die Darstellung der Naturerscheinungen veranlaßte aber eine Er
weiterung, die von der Existenz eines arithmetischen Ausdrucks ab
sieht und das Hauptgewicht legt auf den Gedanken der Zuordnung.
So hat denn Dirichlet in der allgemeinsten Weise y als eine Funktion
von x in dem Intervall (a, b) definiert, wenn jedem Werte von x aus
diesem Intervall ein und nur ein bestimmter Wert von y zugeordnet ist.
Benutzt man als symbolischen Ausdruck dieser Definition auch
wieder den Ansatz (1), so besteht der Unterschied in der Deutung
dieses Ansatzes in folgendem: Früher vertrat das Funktionszeichen f
einen bestimmten Komplex von Rechenoperationen, die unter Einbe
ziehung von x ausgeführt werden, jetzt vertritt es ein Zuordnungs
gesetz; denn nur ein Gesetz ist imstande, die Gesamtheit der Zuord
nungen zu regeln.
Unter diesen allgemeinen Funktionsbegriff fallen nicht bloß die
arithmetisch definierten Funktionen unter I, sondern auch Funktionen,
die abteilungsweise durch verschiedene arithmetische Ausdrücke ge
geben sind; es fallen darunter ferner die trigonometrischen Funktionen
auf Grund ihrer geometrischen Erklärung, wiewohl diese noch keine
Rechen Vorschrift an die Hand gibt, nach der zu einem beliebigen
Winkel der Sinus, Kosinus usw. berechnet werden kann.
Die Frage, ob jedem Zuordnungsgesetz auch eine arithmetische
oder allgemeiner eine analytische Darstellung entspricht, läßt eine ab
schließende Antwort nicht zu; man kann nur darauf hinweisen, daß
es gelungen ist, auch sehr komplizierte Zuordnungen analytisch aus
zudrücken.
Während bei einer durch einen Ausdruck gegebenen Funktion
der Bereich der Variablen x aus dem Bau dieses Ausdrucks zu er
schließen ist, wird bei allgemeineren Definitionen zumeist der Bereich
vorher bezeichnet, für den die Definition gelten soll.
Zur näheren Erläuterung folgen wieder einige Beispiele.
1. In dem Intervall — 1 <[ x 1 sei fix) durch folgende Fest
setzungen definiert:
fix) = |- -p 1, so lange — 1 x ^ 0
fix) = — x -f 1, so lange 0 < x <| 1.
Wir haben es hier mit einer abschnittweise arithmetisch definierten