2. Теорема Ролля
Теорема Если функция
непрерывна на сегменте
, дифференцируема во всех его внутренних точках и на концах сегмешпа обращается в нуль:
то ее производная
обращается в нуль хотя бы в одной внутренней точке с этого сегмента.
Доказательство. Так как функция непрерывна на сегменте, то она достигает на этом сегменте своего наибольшего значения М и наименьшего значения
(гл. V, § 2, п. 3).
Если
, то функция постоянна на сегменте
и, следовательно, ее производная
в любой точке сегмента. Пусть теперь Мфту тогда одно из этих чисел, например
. Поэтому, если наибольшее значение М достигается в точке с:
то точка с должна быть внутренней точкой сегмента
т. е. принадлежать интервалу
(так как на концах сегмента f
Следовательно, по теореме Ферма
Геометрически теорему Ролля можно пояснить следующим образом: если график непрерывной на сегменте
и дифференцируемой внутри него функции пересекает ось
в двух точках
то между этими точками найдется хотя бы одна точка с,
в которой касательная к графику параллельна оси абсцисс (см. рис. 144).
Рис. 144