Д14.2 т. роля. (о нулях производной)

Если функция у = f(x) :

1) непрерывна в замкнутом промежутке [а; b],

2) дифференцируема в открытом промежутке (а;b)

3) и имеет на концах интервала одинаковые значения f(а) = f(b),
то внутри интервала существует хотя бы одна такая точка с, произ­водная функции в которой равна нулю: f'(с) = 0

Геометрический смысл теоремы Роля заключается в том, что, если функция удовлетворяет всем условиям теоре­мы, то на дуге линии у = f(x) между ее концами найдется хотя бы одна точка, в которой касательная проходит параллельно оси ОХ.

Ес­ли значения непрерывной функции на концах интервала равны, то соединить их можно либо прямой линией, параллельной оси ОХ, и тогда во всех точках интервала производная функции будет равна нулю, либо мы проведем график функции так, что хотя бы один раз пройдем через наибольшее или наименьшее значения функции, а зна­чит выполнятся все условия теоремы Ферма, и в точках наибольшего или наименьшего значений функции производная будет равна нулю. (рис)

Так же, как и в теореме Ферма, в теореме Ролля обязательным усло­вием является дифференцируемость функции во внутренних точках интервала. Нарушение этого условия (при выполнении остальных) означает наличие в интервале таких точек, в которых функция до­стигает наибольшего или наименьшего значений, но производная в этих точках не существует.

Следствие из теоремы Ролля. Если в теореме Ролля f(a)=f(b)=0, то точки x=a, x=b называются нулями функции, и тогда, согласно теореме Ролля, между двумя нулями функции обязательно найдется хотя бы один нуль ее производной.

Д14.3 Т. Лагранжа (о конечных приращениях функции)

Если функция y=f(x):

1) Непрерывна в замкнутом промежутке [a;b],

Дифференцируема в открытом промежутке (a;b),

То внутри интервала существует хотя бы одна такая точка с, в которой имеет место равенство

формула Лагранжа

Геометрический смысл теоремы Лагранжа заключается в том, что, если функция удовлетворяет всем условиям теоремы, то на дуге линии y=f(x) между ее концами найдется точка, в которой касательная проходит параллельно хорде, стягивающей концы дуги кривой. (Рис)

Действительно, левая часть формулы представляет собой тангенс угла наклона хорды АВ, а правая часть формулы -геометрически есть угловой коэффициент (тангенс угла наклона) ка­сательной к графику функции в точке с.

Согласно теореме Лагранжа эти значения равны, а значит касатель­ная и хорда параллельны.

Следствие:

Д14.4 Т. Коши.

Если функции y=f(x) и g(x):

1) непрерывны в замкнутом промежутке [a,b],