
шпоры по матану / 46407718-32
.pdf32. Теорема Коши.
Теорема. Если функции f x и x непрерывны на отрезке
[a ,b ] и дифференцируемы во всех его внутренних точках, причем ' x не обращается в ноль ни в одной из указанных точек, то существует, по крайней
мере, одна точка c a , b , в которой |
f b − f a |
f ' c |
||||||
|
= |
|
. |
|||||
b − a |
' c |
|||||||
Доказательство. Так как |
' x ≠0 во всех точках |
a , b , то |
||||||
отсюда следует, что a ≠ b |
. В противном случае, как следует из |
|||||||
теоремы Ролля, существовала хотя бы одна точка c a , b |
, в которой |
|||||||
' c =0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Составим вспомогательную функцию |
|
|
|
|
|
|
|
|
F x = f x − f a − |
f b − f a |
=[ x − a ] . |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
b − a |
|
|
|
Данная функция непрерывна на отрезке [a ,b ] и дифференцируема во всех его
внутренних точках. Кроме того, вычисление ее в точках x=a |
и |
x=b дает: |
|||||||||
F a =F b =0 . Значит, функция |
F x удовлетворяет требованиям |
||||||||||
теоремы Ролля, то есть существует хотя бы одна точка |
c a , b |
, в которой |
|||||||||
F ' c =0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вычислим производную F x |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
F ' x = f ' x − |
f b − f a |
' x . |
|
|
|
|
|||||
b − a |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из условия F ' c =0 следует, что |
|
|
|
|
|
|
|
||||
f ' c − |
f b − f a |
' c =0 и |
|
f b − f a |
= |
f ' c |
|
, |
|
||
|
|
' c |
|
||||||||
|
b − a |
|
|
b − a |
|
|
что и требовалось доказать.
В случае, когда x = x , теорема Коши переходит в формулировку теоремы Лагранжа.