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Fundamentalsatz der Algebra: Erklärung zu Beweis (Argand)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:05 Di 10.01.2012
Autor: Lustique

Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)

Aufgabe
Fundamentalsatz der Algebra.

Es sei $p:\mathbb{C}\to\mathbb{C}, p(z)=\sum_{k=0}^n a_kz^k$ eine Polynomfunktion vom Grad $n\in \mathbb{N}$ (d.h. $a_n\neq 0$). Dann besitzt $p$ eine Nullstelle, d.h. es gibt ein $\xi\in \mathbb{C}$ mit $p(\xi)=0$.

Beweis (nach Argand, 1814):

1. Schritt:

Wir zeigen, dass die Funktion $\left\lvert p \right\rvert$ das Minimum auf $\mathbb{C}$ annimmt. Es gibt $r>0$, so dass gilt

$\displaystyle \left\lvert z\right\rvert^{-n}\left\lvert p(z)\right\rvert\geqslant \left\lvert a_n\right\rvert - \sum_{j=1}^n \underbrace{\left\lvert a_{n-j}\right\rvert \left\lvert z\right\rvert^{-j}}_{\leqslant \frac{\left\lvert a_{n-j}\right\rvert}{r^j}\overset{r\to\infty}\longrightarrow 0}} \geqslant \frac{\left\lvert a_n\right\rvert}{2} >0$

...



Hallo mal wieder,

ich wollte euch dieses Mal bitten, mir beim Verständnis eines Beweises zum Fundamentalsatz der Algebra (nach Argand, steht so ähnlich im Heuser) zu helfen.

Ich habe dafür einfach mal die ersten paar Zeilen aus der Version oben in das Aufgabenstellungsfenster geschrieben, welche in der Vorlesung (Analysis I) dran kam.

Könntet ihr mir dafür zunächst erklären, wie genau der erste Teil der Ungleichung zustande kommt? (Wenn ich dann den Rest auch nicht verstehe, ergänze ich den dann noch)

Warum steht da beispielsweise $\sum_{j=1}^n \left\lvert a_{n-j}\right\rvert \left\lvert z\right\rvert^{-j}$ und nicht $\left\lvert\sum_{j=1}^n a_{n-j} z^{-j}\right\rvert$, oder so etwas in der Art?

        
Bezug
Fundamentalsatz der Algebra: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 02:51 Mi 11.01.2012
Autor: Walde

Hi Lustique,

zunächst mal ist ja eine Variante der Dreiecksungleichung: [mm] |x+y|\ge|x|-|y| [/mm] (siehe auch []Wikipedia) und mit der normalen Dreiecksungl. auch [mm] |x+y+z|\ge|x|-|y+z|\ge|x|-|y|-|z| [/mm] (usw. für noch mehr Summanden).

Dann betrachte:
[mm] |p(x)|=|\summe_{k=0}^{n}a_k z^k|=|a_n z^n+\summe_{k=0}^{n-1}a_k z^k|\ge|a_n z^n|-\summe_{k=1}^{n}|a_{k-1} z^{k-1}| [/mm] beim letzten Schritt ist der Index verschoben worden und die obige Vorbemerkung verwendet worden. Die Summe (ganz rechts) läuft immer noch von [mm] |a_0 z^0|+|a_1 z^1|\ldots|a_{n-2}z^{n-2}|+|a_{n-1}z^{n-1}|, [/mm] aber diese Reihenfolge soll jetzt umgedreht werden, dann wird daraus: [mm] \summe_{j=1}^{n}|a_{n-j} z^{n-j}|. [/mm] Dann ist man bei :

[mm] |p(x)|\ge|a_n z^n|-\summe_{j=1}^{n}|a_{n-j} z^{n-j}| [/mm] jetzt auf der rechten Seite nur noch [mm] |z^n| [/mm] ausklammern und dadurch auf beiden Seiten dividieren, fertig ist die Laube ,d.h. das erste Ungleichheitszeichen :-)

LG walde

Bezug
                
Bezug
Fundamentalsatz der Algebra: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:36 Di 17.01.2012
Autor: Lustique

Danke schon mal für deine Antwort! Im Moment bin ich leider etwas im Stress, und hatte deswegen noch keine Zeit, deine Antwort komplett nachzuvollziehen, aber wenn ich das getan habe, werden, zumindest befürchte ich das, noch mal Fragen zum Rest des Beweises kommen. :-)

Bezug
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