Сторінка
1
План
- Основні теореми диференціального числення
- Теорема Ролля
- Теорема Лагранжа
- Теорема Коші
- Правило Лопіталя
- Формула Тейлора для многочлена
- Формула Тейлора для довільної функції
- Формула Тейлора для функції двох змінних
6.12. Основні теореми диференціального числення
У курсі математичного аналізу одне з центральних місць займають так звані теореми про середнє значення, до яких належать теореми Ролля, Лагранжа і Коші. В цих теоремах йдеться про те, що коли функція та її похідна першого порядку задовольняють певним умовам, то всередині інтервалу знайдеться точка, в якій функція має певні властивості (про ці властивості йдеться в теоремі). Тому й самі теореми називають теоремами про середнє.
6.12. 1. Теорема Ролля
Теорема. Нехай функція задовольняє умовам:
1) визначена і неперервна на відрізку :
2) диференційована в інтервалі ;
3) на кінцях відрізка набуває однакових значень: .
Тоді всередині інтервалу знайдеться хоча б одна точка
в якій
.
Д о в е д е н н я.
Випадок 1. Функція на відрізку
є сталою:
.
Тоді , тобто в кожній точці
похідна дорівнює нулю, а тому за точку
можна взяти будь-яку точку інтервалу і для цієї точки теорема буде справедлива.
Випадок 2. Функція не є тотожною сталою на відрізку
. Оскільки
за умовою теореми не є неперервною, то вона на відрізку
набуває найбільшого і найменшого значень. Позначимо найбільше значення через
, а найменше – через
. Зрозуміло, що в розглянутому випадку
.
Через те, що , то хоча б одне з чисел
або
досягається функцією всередині інтервалу
. Нехай, наприклад, число
досягається функцією всередині інтервалу
, тобто існує хоча б одна точка, позначимо її
, в якій
.
Покажемо, що .
Справді, оскільки є найменше значення функції
на відрізку
, то це число буде найменшим і серед значень функції, які вона набуває для всіх
з деякого досить малого околу точки
. Позначимо цей окіл через
.
Тоді для всіх справджуватимуться нерівності
при
,
при
.
Розглянемо відношення , для якого справедливі нерівності
при
,
при
,
причому .
Перейдемо в цих нерівностях до границі, коли . Тоді границя відношення, яке стоїть в лівій частині нерівностей, існує і дорівнює похідній
, тому
,
.
Інші реферати на тему «Математика»:
Власні числа і власні вектори квадратної матриці, характеристичне рівняння
Випуклість і вгнутість графіка функції, точки перегину. Асимптоти графіка функції
Інтегрування правильних дробів, раціональних дробів, ірраціональостей
Інтегрування деяких рівнянь другого порядку шляхом пониження порядку рівняння
Наближене розв’язування рівнянь: графічне відокремлення коренів, методи проб, хорд і дотичних