Gibt es eine ganzrationale Funktion fünften Grades ohne Nullstellen?

3 Antworten

Ich behaupte nein. 

Es gibt immer mindestens eine reelle Nullstelle und immer genau 5 Nullstellen im Bereich der komplexen Zahlen (darunter können einige mehrfach auftreten).

Begründung. Polynome ungeradem Grads laufen immer entweder von +∞ nach -∞ oder von -∞ nach +∞ und sind stetig.

https://de.wikipedia.org/wiki/Fundamentalsatz_der_Algebra

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Mathematik

dododorian  25.01.2016, 15:08

Und immer wieder hilft der kleine Gauß 

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Ungerade Funktionen laufen immer "von links unten nach rechts oben" oder "von rechts unten nach links oben" - wie soll das gehen, ohne die x-Achse zu überschreiten?

Einzige Möglichkeit, dass das "Überschreiten" der x-Achse keinen Schnittpunkt (und damit keine Nullstelle) liefert, ist ein entsprechender Definitionsbereich, der diese "potentielle Nullstelle" ausschließt - z. B. wenn die Funktion nur auf den rationalen Zahlen definiert ist, die Nullstelle aber irrational wäre (bei Definition auf den ganzen Zahlen würde auch ein Bruch als Nullstelle schon ausfallen).

Über ℚ: ja. Z. B. jedes irreduzible Polynom 5. Grades über ℤ, z. B. x -> x^5 - 2.

Über ℂ sowieso nicht - hier hat jedes Polynom mindestens 1. Grades mindestens eine Nullstelle.

Über ℝ auch nicht, da für Argumente mit hinreichend großem Betrag die Vorzeichen für positive und negative Argumente verschieden sind. Bzw. in ℝ ∪ {-∞, +∞}: sign(  lim(x->-∞) f(x)  ) = - sign(  lim(x->+∞) f(x)  )

(Beweis der Existenz einer Nullstelle über den Zwischenwertsatz)

Das gilt übrigens für alle Polynome ungeraden Grades über ℝ.

Woher ich das weiß:Hobby – Hobby, Studium, gebe Nachhilfe