Теорема Ролля
Если функция
непрерывна на сегменте
, дифференцируема во всех его внутренних точках и на концах сегмента обращается в нуль
, то ее производная
обращается в нуль хотя бы в одной внутренней точке с этого сегмента.
Доказательство. Так как
непрерывна на сегменте, следовательно, она достигает на этом сегменте своего наибольшего значения
и наименьшего значения
(свойства непрерывных функций).
Если
, то
на
. Тогда
в любой точке
.
Пусть
, то одно из этих значений, например,
. Тогда наибольшее значение
достигается в точке
:
. Следовательно,
, то есть
, так как
. Тогда по теореме Ферма
.
Если
пересекает ось
в точке
и
, то между
и
существует точка
,
, в которой касательная параллельна оси
(рис. 7).
|
| Рисунок 7 – |
Пример. На
задана функция
. Проверить выполнение теоремы Ролля.
Решение. Функция
на
удовлетворяет условиям теоремы Ролля, она непрерывна и дифференцируема на
и равна нулю
.
,
,
.
Замечание. Если не выполнено условие дифференцируемости во внутренних точках
, то утверждение Ролля может быть неверным.
Пример.
непрерывна
.
, однако,
внутри данного сегмента. Это потому что в точке
не существует. Нет касательной, параллельной оси
.