§ 3. Arithmetische Reihen beliebiger Ordnung.
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Der für d ( f~ l r ~ 1 '> gefundene Wert hat genau dieselbe Form wie
der für c№~jO angenommene, nur daß statt r überall r -f- 1 steht.
Da die Formel für r = 1 und r = 2 als richtig bewiesen ist, gilt
sie auch für alle größeren ganzzahligen Werte von r. Insbesondere
ist also auch das n t0 Glied der ursprünglichen Reihe ([r=p):
№ (- ej - «.+(“r 1 ) «*r+(V) < ) +-+(V)
und die Summe ihrer n ersten Glieder:
(III) - (l) «. + ( 2 ) d o m + ( 8 ) <' + • • • + (p 71) ^ • 1)
Die Gleichungen (II) und (III) drücken das n te Glied und die
Summe der n ersten Glieder einer arithmetischen Reihe ^) ter Ord
nung durch ihr Anfangsglied und die Anfangsglieder ihrer p ersten
Differenzenreihen aus.
Anmerkung: Die Zahlen s 1} s 2 , s 8 , s 4 ,... bilden eine arithmetische
Reihe (p -f- l) ter Ordnung; denn die Differenzen s 2 — s 1 = a 1} s 3 — s 2 = a 2r
s 4 — s 3 = a 3 , . . . stellen eine arithmetische Reihe p tei Ordnung dar.
Lelirsatz 2 ): Wenn man in eine ganze rationale Funktion
p ten Grades von x
f(x) = CqX 1 * + c x x'- x + C 2 X V ~" + • • • + c v _ x x + c p
für x der Reihe nach die Glieder einer arithmetischen Reihe
erster Ordnung a, a -f- d, a + 2i7,. . . einsetzt, so bilden die
resultierenden Funktionswerte
f&), f(a + d), f(a + 2d),•••
eine arithmetische Reihe p tei Ordnung.
Beweis: Die Differenzen
f{x + d) - fix) = g x {x), fix + 2d) - fix + d) = g x {x + d),
fix + 3d) — f\x + 2d) = g x {x + 2d),...
sind Funktionen ip — l) ten Grades, die aus der ersten unter ihnen
hervorgehen, indem man statt x der Reihe nach x + d, x -j- 2d, .. .
setzt. — Die Differenzen
1) Für eine arithmetische Reihe dritter Ordnung (jp = 3) hat diese Formeln
(II) und (III) Jakob Bernoulli in seiner Ars conjectandi (S. 98 u. 99) aus den
vorher gefundenen Summen der figurierten Zahlen hergeleitet.
2) De Lagny, Histoire de l’Académie des Sciences, 1722, S. 281 — 282.
Vgl. Cantor III, S. 389.