Так как по условию теоремы производная при
существует, то, переходя к пределу при
получим
Но соотношения
совместимы лишь в том случае, если
. Следовательно, внутри отрезка
имеется точка с, в которой производная
равна нулю.
Рис. 92.
Теорема о корнях производной имеет простое геометрическое истолкование: если непрерывная кривая, имеющая в каждой точке касательную, пересекает ось
в точках с абсциссами а и b, то на этой кривой найдется по крайней мере одна точка с абсциссой с,
в которой касательная параллельна оси Ох.
Замечание 1. Доказанная теорема остается справедливой и для такой дифференцируемой функции, которая на концах отрезка
не обращается в нуль, но принимает равные значения f (a) = f (b) (рис. 92). Доказательство в этом случае проводится точно так же, как и ранее.
Замечание 2. Если функция
такова, что производная существует не во всех точках внутри отрезка
то утверждение теоремы может оказаться неверным (т. е. в рис. 93. этом случае на отрезке
может не оказаться такой точки с, в которой производная
обращается в нуль).
Рис. 93.
Рис. 94.
Так, например, функция
(рис. 93) непрерывна на отрезке [-1, 1] и обращается в нуль на концах отрезка, однако производная
внутри промежутка в нуль
не обращается. Это происходит оттого, что внутри промежутка существует точка
в которой производная не существует (обращается в бесконечность).
График, изображенный на рис. 94, дает нам еще один пример функции, производная которой не обращается в нуль на отрезке
Для этой функции также не выполнены условия теоремы Ролля, так как в точке
функция не имеет производной.