Voraussetzung:
Gegeben sei eine Funktion f(x). Die erste nichtverschwindende
Ableitung dieser Funktion soll die 10.Ableitung sein (siehe Bild
oben).
Beweis Schritt
Œ:
Weil die 10. Ableitung laut Voraussetzung die erste
nichtverschwindende Ableitung ist, hat die 9.Ableitung an der
Stelle x0 den Wert 0. Weil außerdem die 10.Ableitung
die Steigung der 9.Ableitung angibt, hat die 9.Ableitung an der
Stelle x0 eine positive Steigung. Beide Tatsachen
zusammen bewirken, dass die
9.Ableitung bei x0
das Vorzeichen von Minus nach Plus wechselt.
Beweis Schritt
:
Weil die 9.Ableitung an der Stelle x0 das Vorzeichen
von Minus nach Plus wechselt, hat die
8.Ableitung dort ein
Minimum. Außerdem gilt: Weil laut Voraussetzung die 10.Ableitung
die erste nichtverschwindende Ableitung an der Stelle x0 ist, hat die 8.Ableitung an der Stelle
x0 des Minimums den
Wert Null.
Beweis Schritt
Ž:
Erstens hat die
7.Ableitung an der Stelle x0 den Wert Null,
denn laut Voraussetzung ist ja erst die 10.Ableitung
nichtverschwindend.
Zweitens hat die
7.Ableitung in der
Umgebung von x0 eine positive Steigung , weil die 8.Ableitung
in der Umgebung der Stelle x0 positiv ist (oberhalb der x-Achse
liegt). Doch warum liegt die 8.Ableitung in der Umgebung der Stelle x0
oberhalb der x-Achse? Weil sie dort ein Minimum hat, und weil das Minimum laut
Voraussetzung den Wert Null hat (laut Voraussetzung ist ja erst die 10.Ableitung
nichtverschwindend).
Beides zusammen bedeutet, dass
die 7.Ableitung an der Stelle x0 das
Vorzeichen von Minus nach Plus wechselt.
Beweis Schritt
+
bzw. ‘+’
bzw. “+”:
Die Schritte 2 und 3 wiederholen sich jetzt abwechselnd:
Jeder Vorzeichenwechsel (von Minus nach Plus) hat ein
Minimum der nächsten Ableitung zur Folge, und jedes Minimum
zieht einen
Vorzeichenwechsel (von Minus nach Plus) nach sich (jeweils bei
der im Bild weiter links stehenden Ableitung).
Daher haben alle ungeraden Ableitungen einen Vorzeichenwechsel
von Minus nach Plus
an der Stelle x0.
Beweis Schritt
•:
Wenn aber alle ungeraden Ableitungen einen Vorzeichenwechsel von Minus nach Plus
an der Stelle x0 volliehen, dann
wechselt auch die
1.Ableitung an der Stelle x0 das Vorzeichen
von Minus nach Plus, denn die Zahl 1 ist eine ungerade Zahl.
Dies bedeutet aber, dass
die Funktion f(x) dort ein Minimum hat.