Обобщение формулы конечных приращений
Теорема Коши. Пусть функции и
удовлетворяют условиям: 1) непрерывны на
; 2) дифференцируемы на
; 3)
на
. Тогда существует точка
такая, что справедлива формула:
. (1)
Доказательство. Рассмотрим вспомогательную функцию . Она непрерывна на
и дифференцируема на
. Подберем l так, чтобы
:
. (2)
С таким l эта функция удовлетворяет условиям теоремы Ролля, следовательно :
. Но
, значит
и
.
Сравнивая эту формулу с (2), получим (1).
Замечание 1. Знаменатель левой части формулы (1) отличен от нуля. В противном случае к функции можно было бы применить теорему Ролля и внутри
получить точку, в которой
, что противоречит условию теоремы Коши.
Замечание 2. Может показаться, что теорема Коши не содержит ничего нового: ведь к каждой из функций и
можно применить формулу конечных приращений (2) из §2. Однако, теорема Лагранжа не гарантирует, что точка
одна и та же для различных функций.