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 .