Er hat aber eine… … Deutsch Wikipedia Satz von Picard — Die Sätze von Picard (nach Émile Picard) sind Sätze der Funktionentheorie, eines Teilgebietes der Mathematik. Sie lauten wie folgt: Der Kleine Satz von Picard besagt, dass das Bild jeder nicht konstanten ganzen Funktion die gesamte komplexe… … Deutsch Wikipedia Satz von Rolle — Der Satz von Rolle (benannt nach dem französischen Mathematiker Michel Rolle) ist ein zentraler Satz der Differentialrechnung. Er sagt aus, dass eine Funktion f, die im abgeschlossenen Intervall [a, b] stetig und im offenen Intervall (a, b)… … Deutsch Wikipedia Satz von Bolzano-Weierstraß — Der Satz von Bolzano Weierstraß (nach Bernard Bolzano und Karl Weierstraß) ist ein Satz der Analysis. Inhaltsverzeichnis 1 Aussage 1. 1 Erste Fassung 1. 2 Zweite Fassung 2 … Deutsch Wikipedia Satz von Lindemann-Weierstraß — Der Satz von Lindemann Weierstraß ist ein zahlentheoretisches Ergebnis über die Nichtexistenz von Nullstellen bei gewissen Exponentialpolynomen, woraus dann beispielsweise die Transzendenz der eulerschen Zahl e und der Kreiszahl π folgt.
Beweis [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Voraussetzung: Sei eine stetige Funktion mit und. sei die Menge aller Funktionswerte, die annimmt. Die Folgen und mit jeweils heißen zugehörig, wenn für je ein Folgenglied gilt:. bzw. sei eine durch geeignete Auswahl aus bzw. entstehende Teilfolge, wobei. A. Behauptung: Jede Folge hat eine Teilfolge, die gegen ein konvergiert. Beweis: Die zugehörige Folge ist wegen beschränkt. Mit dem Satz von Bolzano-Weierstraß lässt sich aus eine konvergente Teilfolge auswählen. Da kompakt ist, konvergiert gegen ein. Da in stetig ist, konvergiert die zugehörige Folge nach dem Folgenkriterium der Stetigkeit gegen. B. Behauptung: ist in [a, b] nach oben beschränkt. Der Beweis wird indirekt geführt. - Annahme: ist nicht nach oben beschränkt. Dann gibt es eine streng monoton steigende und (bestimmt) divergente Folge. [1] Jede Teilfolge von ist ebenfalls divergent. Das ist widersprüchlich, denn mit A. lässt sich aus eine konvergente Teilfolge auswählen. Also ist nach oben beschränkt, und hat ein Supremum.
Da f stetig ist, gilt f (p) = f (lim n x i n) = lim n f (x i n) = lim n y i n. Aus (+) und der Monotonie der Folge (y n) n ∈ ℕ folgt, dass f (x) ≤ f (p) für alle x ∈ [ a, b]. Damit ist p wie gewünscht. Das Maximum und das Minimum können mehrfach angenommen werden. Die Nullfunktion auf [ a, b] nimmt überall ihr Minimum und ihr Maximum an. Die stetigen Funktionen f:] 0, 1] → ℝ mit f (x) = 1/x für alle x und g: ℝ → ℝ mit g(x) = x für alle x illustrieren, dass der Satz von Weierstraß für viele andere Definitionsbereiche nicht allgemein gilt. Unsere Ergebnisse über das Werteverhalten stetiger Funktionen können wir elegant so zusammenfassen: Satz (Wertebereich stetiger Funktionen auf kompakten Intervallen) Der Wertebereich einer stetigen Funktion, die auf einem kompakten Intervall definiert ist, ist ein kompaktes Intervall. Die stetige Funktion f: [ a, b] → ℝ besitzt einen größten und einen kleinsten Funktionswert f (p) = max x ∈ [ a, b] f (x) bzw. f (q) = min x ∈ [ a, b] f (x). Der Wertebereich von f ist nach dem Zwischenwertsatz das Intervall [ f [ q], f [ p]].
[1] In den 1960er Jahren wurde von Stephen Schanuel eine Verallgemeinerung dieses Satzes als Vermutung formuliert, siehe Vermutung von Schanuel. Folgerungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Diese Ergebnisse folgen direkt aus dem obigen Satz. Transzendenz von e [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Wäre eine algebraische Zahl, so wäre Nullstelle eines normierten Polynoms mit rationalen Koeffizienten. Es gäbe also rationale Zahlen, so dass. Damit wären die ersten Potenzen von e linear abhängig über (und damit auch über) im Widerspruch zum Satz von Lindemann-Weierstraß. Transzendenz von π [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Um die Transzendenz der Kreiszahl zu zeigen, nehmen wir zunächst an, dass eine algebraische Zahl ist. Da die Menge der algebraischen Zahlen einen Körper bildet, müsste auch algebraisch sein ( bezeichnet hier die imaginäre Einheit). Nun ist aber im Widerspruch zu linearen Unabhängigkeit von und. Dies zeigt, dass unsere Annahme falsch war, die Kreiszahl muss also transzendent sein.
Supremum und Infimum müssen nicht zur Folge gehören, daher ist nicht jedes Supremum ein Maximum und es ist nicht jedes Infimum ein Minimum. Beispiel: \(\left[ {0, 1} \right]\) Infimum=0 Minimum=0 Maximum=1 Supremum=1 \(\left] {0, 1} \right[\) kein Minimum, weil \({\text{0}} \notin \left] {0, 1} \right[\) kein Maximum, weil \(1 \notin \left] {0, 1} \right[\) Beschränkte und unbeschränkte Folgen Beschränkte Folge Eine Zahlenfolge heißt beschränkt, wenn sie sowohl eine obere als auch eine untere Schranke besitzt. Jede konvergente Folge ist beschränkt. Eine beschränkte Folge muss nicht unbedingt konvergieren. Eine konvergierende Folge ist beschränkt. obere Schranke: Eine Zahlenfolge heißt nach oben beschränkt, wenn eine Zahl O existiert, sodass jedes Glied der Folge kleiner oder gleich O ist. untere Schranke: Eine Zahlenfolge heißt nach unten beschränkt, wenn eine Zahl U existiert, sodass jedes Glied der Folge größer oder gleich U ist. \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:{a_n} \leqslant M\) nach oben beschränkte Folge \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:{a_n} \geqslant m\) nach unten beschränkte Folge \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:m \leqslant {a_n} \geqslant M\) beschränkte Folge Unbeschränkte Folge Eine Zahlenfolge heißt nach oben und nach unten unbeschränkt, wenn sie \( - \infty \) und \( + \infty \) als Häufungswert hat.
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