Fundamentalsatz der Algebra
About points...
We associate a certain number of points with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
About difficulty...
We associate a certain difficulty with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
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Exercise:
Jedes komplexe Polynom f in mathbbCz mit positivem Grad n textdegf geq hat mindestens eine Nullstelle in mathbbC. Des Weiteren lässt sich f als Produkt eines Skalars a_n in mathbbC^times und n Linearfaktoren der Form z-alpha_j schreiben das heisst f a_nprodlimits_j ^nz-alpha_j mit alpha_...alpha_n in mathbbC. Es genügt den ersten Teil des Theorems zu beweisen. Der zweite Teil folgt dann aus dem ersten Division mit Rest und Induktion.
Solution:
Beweis. Sei f in mathbbCz ein komplexes Polynom mit Grad ntextdegf geq . Falls f ist so hat ma bereits eine Nullstelle gefunden. Also angenommen M |f| . Nach Proposition . gibt es daher ein R geq s.d. für alle z in mathbbC mit |z| geq R auch |fz| geq M gilt. Nach dem Satz von HeinBorel Satz . ist K z in mathbbC leq R eine kompakte Teilmenge. Man wet nun die Existenz des Minimalwertes in Satz . e auf die stetige Funktion z in K mapsto |fz| in mathbbR an und findet ein z_ in K mit |fz_| textmin_z in K|fz|. Da |f|fracM gilt die Ungleichung |fz_| M. Da auch |fz| geq M für alle z in mathbbCbackslash K Nullstelle von f ist. Man nehme stattdessen an dass |fz_| ist. Man schreibt f als Potenzreihe um z_ für das Polynom folgt die Existenz dieser Darstellung aber auch einfach mittels Division mit Rest und Induktion nach ntextdegf fz _k^n b_kz-z_^k mit b_fz_b_f'z_...b_nfracf^nz_n! in mathbbC. Per Annahme an z_ gilt b_ neq was man nun zu einem Widerspruch führen möchte indem man einen Punkt z in der Nähe von z_ mit |fz| |b_| finden. Sei l geq der kleinste Index grösser gleich mit b_l neq . Dann gilt fz b_+b_lz-z-^l + _kl+^n b_kz-z_^k b_+b_lz-z_^l+ O|z-z_|^l+ für z rightarrow z_. Man setzt zz_+re^iphi für ein festes phi in mathbbR welches man später wählen möchte und ein variieres r womit fz_+re^iphi b_ + b_lr^le^ilphi+Or^l+b_left+fracb_lb_r^le^ilphiright+Or^l+ für r rightarrow . Man schreibt fracb_lb_se^ipsi für ein s und psi in pi und erhält fz_+re^iphi b_ left+se^ipsir^le^ilphiright+Or^l+b_left+sr^le^ilphi+psiright+Or^l+ für r rightarrow . Man möchte nun den obigen Term bei r^l so arrangieren dass er negativ und reell ist. Dafür setzt man phi frac-psi+pil so ist der obige Winkel lphi+psi gleich pi und e^ilphi+psi-. Zusammenfass gilt |fz_+re^iphi| left|b_left-sr^lright + Or^l+right| leq |b_|left-sr^lright+Or^l+ für r rightarrow . Für genüg kleine r ist diese obere Schranke aber kleiner als |b_| was einen Widerspruch zu |fz_||b_|textmin_zin K|fz| darstellt. Dies beweist dass fz_ gelten muss.
Jedes komplexe Polynom f in mathbbCz mit positivem Grad n textdegf geq hat mindestens eine Nullstelle in mathbbC. Des Weiteren lässt sich f als Produkt eines Skalars a_n in mathbbC^times und n Linearfaktoren der Form z-alpha_j schreiben das heisst f a_nprodlimits_j ^nz-alpha_j mit alpha_...alpha_n in mathbbC. Es genügt den ersten Teil des Theorems zu beweisen. Der zweite Teil folgt dann aus dem ersten Division mit Rest und Induktion.
Solution:
Beweis. Sei f in mathbbCz ein komplexes Polynom mit Grad ntextdegf geq . Falls f ist so hat ma bereits eine Nullstelle gefunden. Also angenommen M |f| . Nach Proposition . gibt es daher ein R geq s.d. für alle z in mathbbC mit |z| geq R auch |fz| geq M gilt. Nach dem Satz von HeinBorel Satz . ist K z in mathbbC leq R eine kompakte Teilmenge. Man wet nun die Existenz des Minimalwertes in Satz . e auf die stetige Funktion z in K mapsto |fz| in mathbbR an und findet ein z_ in K mit |fz_| textmin_z in K|fz|. Da |f|fracM gilt die Ungleichung |fz_| M. Da auch |fz| geq M für alle z in mathbbCbackslash K Nullstelle von f ist. Man nehme stattdessen an dass |fz_| ist. Man schreibt f als Potenzreihe um z_ für das Polynom folgt die Existenz dieser Darstellung aber auch einfach mittels Division mit Rest und Induktion nach ntextdegf fz _k^n b_kz-z_^k mit b_fz_b_f'z_...b_nfracf^nz_n! in mathbbC. Per Annahme an z_ gilt b_ neq was man nun zu einem Widerspruch führen möchte indem man einen Punkt z in der Nähe von z_ mit |fz| |b_| finden. Sei l geq der kleinste Index grösser gleich mit b_l neq . Dann gilt fz b_+b_lz-z-^l + _kl+^n b_kz-z_^k b_+b_lz-z_^l+ O|z-z_|^l+ für z rightarrow z_. Man setzt zz_+re^iphi für ein festes phi in mathbbR welches man später wählen möchte und ein variieres r womit fz_+re^iphi b_ + b_lr^le^ilphi+Or^l+b_left+fracb_lb_r^le^ilphiright+Or^l+ für r rightarrow . Man schreibt fracb_lb_se^ipsi für ein s und psi in pi und erhält fz_+re^iphi b_ left+se^ipsir^le^ilphiright+Or^l+b_left+sr^le^ilphi+psiright+Or^l+ für r rightarrow . Man möchte nun den obigen Term bei r^l so arrangieren dass er negativ und reell ist. Dafür setzt man phi frac-psi+pil so ist der obige Winkel lphi+psi gleich pi und e^ilphi+psi-. Zusammenfass gilt |fz_+re^iphi| left|b_left-sr^lright + Or^l+right| leq |b_|left-sr^lright+Or^l+ für r rightarrow . Für genüg kleine r ist diese obere Schranke aber kleiner als |b_| was einen Widerspruch zu |fz_||b_|textmin_zin K|fz| darstellt. Dies beweist dass fz_ gelten muss.
Meta Information
Exercise:
Jedes komplexe Polynom f in mathbbCz mit positivem Grad n textdegf geq hat mindestens eine Nullstelle in mathbbC. Des Weiteren lässt sich f als Produkt eines Skalars a_n in mathbbC^times und n Linearfaktoren der Form z-alpha_j schreiben das heisst f a_nprodlimits_j ^nz-alpha_j mit alpha_...alpha_n in mathbbC. Es genügt den ersten Teil des Theorems zu beweisen. Der zweite Teil folgt dann aus dem ersten Division mit Rest und Induktion.
Solution:
Beweis. Sei f in mathbbCz ein komplexes Polynom mit Grad ntextdegf geq . Falls f ist so hat ma bereits eine Nullstelle gefunden. Also angenommen M |f| . Nach Proposition . gibt es daher ein R geq s.d. für alle z in mathbbC mit |z| geq R auch |fz| geq M gilt. Nach dem Satz von HeinBorel Satz . ist K z in mathbbC leq R eine kompakte Teilmenge. Man wet nun die Existenz des Minimalwertes in Satz . e auf die stetige Funktion z in K mapsto |fz| in mathbbR an und findet ein z_ in K mit |fz_| textmin_z in K|fz|. Da |f|fracM gilt die Ungleichung |fz_| M. Da auch |fz| geq M für alle z in mathbbCbackslash K Nullstelle von f ist. Man nehme stattdessen an dass |fz_| ist. Man schreibt f als Potenzreihe um z_ für das Polynom folgt die Existenz dieser Darstellung aber auch einfach mittels Division mit Rest und Induktion nach ntextdegf fz _k^n b_kz-z_^k mit b_fz_b_f'z_...b_nfracf^nz_n! in mathbbC. Per Annahme an z_ gilt b_ neq was man nun zu einem Widerspruch führen möchte indem man einen Punkt z in der Nähe von z_ mit |fz| |b_| finden. Sei l geq der kleinste Index grösser gleich mit b_l neq . Dann gilt fz b_+b_lz-z-^l + _kl+^n b_kz-z_^k b_+b_lz-z_^l+ O|z-z_|^l+ für z rightarrow z_. Man setzt zz_+re^iphi für ein festes phi in mathbbR welches man später wählen möchte und ein variieres r womit fz_+re^iphi b_ + b_lr^le^ilphi+Or^l+b_left+fracb_lb_r^le^ilphiright+Or^l+ für r rightarrow . Man schreibt fracb_lb_se^ipsi für ein s und psi in pi und erhält fz_+re^iphi b_ left+se^ipsir^le^ilphiright+Or^l+b_left+sr^le^ilphi+psiright+Or^l+ für r rightarrow . Man möchte nun den obigen Term bei r^l so arrangieren dass er negativ und reell ist. Dafür setzt man phi frac-psi+pil so ist der obige Winkel lphi+psi gleich pi und e^ilphi+psi-. Zusammenfass gilt |fz_+re^iphi| left|b_left-sr^lright + Or^l+right| leq |b_|left-sr^lright+Or^l+ für r rightarrow . Für genüg kleine r ist diese obere Schranke aber kleiner als |b_| was einen Widerspruch zu |fz_||b_|textmin_zin K|fz| darstellt. Dies beweist dass fz_ gelten muss.
Jedes komplexe Polynom f in mathbbCz mit positivem Grad n textdegf geq hat mindestens eine Nullstelle in mathbbC. Des Weiteren lässt sich f als Produkt eines Skalars a_n in mathbbC^times und n Linearfaktoren der Form z-alpha_j schreiben das heisst f a_nprodlimits_j ^nz-alpha_j mit alpha_...alpha_n in mathbbC. Es genügt den ersten Teil des Theorems zu beweisen. Der zweite Teil folgt dann aus dem ersten Division mit Rest und Induktion.
Solution:
Beweis. Sei f in mathbbCz ein komplexes Polynom mit Grad ntextdegf geq . Falls f ist so hat ma bereits eine Nullstelle gefunden. Also angenommen M |f| . Nach Proposition . gibt es daher ein R geq s.d. für alle z in mathbbC mit |z| geq R auch |fz| geq M gilt. Nach dem Satz von HeinBorel Satz . ist K z in mathbbC leq R eine kompakte Teilmenge. Man wet nun die Existenz des Minimalwertes in Satz . e auf die stetige Funktion z in K mapsto |fz| in mathbbR an und findet ein z_ in K mit |fz_| textmin_z in K|fz|. Da |f|fracM gilt die Ungleichung |fz_| M. Da auch |fz| geq M für alle z in mathbbCbackslash K Nullstelle von f ist. Man nehme stattdessen an dass |fz_| ist. Man schreibt f als Potenzreihe um z_ für das Polynom folgt die Existenz dieser Darstellung aber auch einfach mittels Division mit Rest und Induktion nach ntextdegf fz _k^n b_kz-z_^k mit b_fz_b_f'z_...b_nfracf^nz_n! in mathbbC. Per Annahme an z_ gilt b_ neq was man nun zu einem Widerspruch führen möchte indem man einen Punkt z in der Nähe von z_ mit |fz| |b_| finden. Sei l geq der kleinste Index grösser gleich mit b_l neq . Dann gilt fz b_+b_lz-z-^l + _kl+^n b_kz-z_^k b_+b_lz-z_^l+ O|z-z_|^l+ für z rightarrow z_. Man setzt zz_+re^iphi für ein festes phi in mathbbR welches man später wählen möchte und ein variieres r womit fz_+re^iphi b_ + b_lr^le^ilphi+Or^l+b_left+fracb_lb_r^le^ilphiright+Or^l+ für r rightarrow . Man schreibt fracb_lb_se^ipsi für ein s und psi in pi und erhält fz_+re^iphi b_ left+se^ipsir^le^ilphiright+Or^l+b_left+sr^le^ilphi+psiright+Or^l+ für r rightarrow . Man möchte nun den obigen Term bei r^l so arrangieren dass er negativ und reell ist. Dafür setzt man phi frac-psi+pil so ist der obige Winkel lphi+psi gleich pi und e^ilphi+psi-. Zusammenfass gilt |fz_+re^iphi| left|b_left-sr^lright + Or^l+right| leq |b_|left-sr^lright+Or^l+ für r rightarrow . Für genüg kleine r ist diese obere Schranke aber kleiner als |b_| was einen Widerspruch zu |fz_||b_|textmin_zin K|fz| darstellt. Dies beweist dass fz_ gelten muss.
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