Т-ма Ролля:
Якщо ф-я f(x) є С неперервна на відрізку диференційована в інтервалі і на кінцях відрізка приймає рівні значення, тоді принаймні одна точка С така, що (пох. в ній дор. 0).
1)
2)
3)
Доведення: За ІІ теоремою Вейєрштраса всяка неперервна ф-я приймає своє наближене значення.
І) m=M, , f(x)=C=const, f′(x)=0
II) m<M, f(a)=f(b)
Найб. і найм. знач. не можуть досягти у внутрішній точці С , тоді за Т. Ролля .
Серед усіх дотичних до кривої у=f(x) принаймні одна паралельна до Ох.
Т-ма Лагранжа: Якщоф-я f(x) неперервна на відрізку , диференційована в інтервалі (a,b), і тоді т. С таке, що має рівність .
1) f(x), х
2)
Звідси випливає, що .
.
Ця ф-я задов. всім вимогам умови Ролля:
1)
2о)
3о) , тоді за Т. Ролля
, ,
Якщо дотична паралельна до січної, що сполучає точку А і В.
Ф-ла Лагранжа застос. до будь-якого відрізка або для будь-якого
. , , ,
.(с-проміжна точка,
).
Теорема Коші. Якщо ф-я f(x) і φ(х) неперервні на відрізку , диференційовані в інтервалі (а,b) при чому φ´(x)≠0, тоді існує принаймні одна т.C, така, що має місце рівність: .
1о
2о . Звідси випливає . Якщо покласти φ(x)=x, то .
Доведення: Введемо допоміжну ф-ю . Ця ф-я задовольняє всім вимогам теореми Ролля. Тоді за Т.Ролля , ,
.
Екстремуми ф-ції. Опуклість і точки перегину. Асимптоти.
Необх. умова існув. екстремуму: Якщо є т. максимуму або мінімуму і в цій т. існує похідна, то ця пох.=0. Для дослідж. ф-ії на екстр. необх. знайти нулі 1-ї похідної і т. в яких вона не існує, дослід. зміну знака 1-ї пох. при переході через крит.точки.
Опуклість.
Крива задана р-м y=f(x) назив. вгнутою (опуклою) в т. , якщо існує такий окіл цієї точки, що для всіх х з цього околу відповідні точки кривої лежать під (над) дотичною, проведеної до кривої в т. .
т. назив. точкою перегину графіка ф-ії, якщо існують такий окіл цієї точки, що для всіх всі точки кривої лежать під (над) дотичною, а для всіх правих - над (під) дотичною.
Теорема. Нехай крива у=f(x) та існує такий -окіл т. , що фун-ія f(x) в околі цієї точки має похідні до другого порядку включно, при чому друга похідна в т. х є неперервна, тоді якщо f ”(x0)>0 – вгнута, f ”(x0)<0 – опукла.
Доведення: (розглянемо випадок)
Позначимо через у і х відповідно, У= f(x0)- f ‘(x)(х-х0);
у-У= f(x)- f(x0)- f ‘(x)(х-х0);
Запишемо формулу Тейлора для функції: -
, , . Якщо друга похідна додатна:
у-Y>0,у>Y, то крива вгнута. Якщо друга пох.<0,то крива опукла.
Асимптоти. Нехай задано y=f(x), f(x) -неперервна. Крива l назив. асимптотою графіка ф-ії y=f(x), якщо відстань від т.М кривої l до даної прямої прямує до нуля, коли т.М рухається в нескінченність, тобто . Асимптоти бувають: вертикальні(), горизонтальні() і похилі(). . Якщо хоч одне b або k не існує, то крива не має асимптот.