به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
سایت پرسش و پاسخ ریاضی
Visanil
+1 امتیاز
1,124 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط amirm20 (1,111 امتیاز)

هرگاه تابعی مانند f در بازه ی (a,b) تعریف شده باشد و در نقطه ایی مانند c در این بازه مشتق پذیر باشد .

آنگاه :

تابعی مانند g وجود دارد . بطوری که :

الف) به f,c وابسته است .

ب) در c پیوسته است .

پ) در معادله ی زیر صدق میکند:

\forall x \in (a,b) :f(x)-f(c)=(x-c)g(x)

و برعکس این قضیه هم صحیح میباشد .

این قضیه رو من در آنالیز ریاضی اپوستل دیدم فصل 5 قضیه 2.5

که برهانش هم نوشته. راستش من نه قضیه و نه برهانشو متوجه شدم .

ممنون میشم یکم برام واضحترش کنید هم قضیه رو هم برهانشو .

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط fardina (17,412 امتیاز)
انتخاب شده توسط amirm20
 
بهترین پاسخ

تبصره بعد از قضیه 3.5 را بخوانید به طور کامل و گویا معادله بالا را توضیح داده است! به طور کلی می گوید چنانچه تابع f در c مشتقپذیر باشد در اینصورت f در نزدیکی c تابعی است تقریبا خطی.

برای اثبات فرض کنیم f در c مشت پذیر باشد تابع g را روی (a,b) به صورت زیر تعریف کرده است: g(x)=\begin{cases}\frac{f(x)-f(c)}{x-c}&x\neq c\\ f'(c)& x=c\end{cases}

در اینصورت g در c پیوسته است چون : \lim_{x\to c}g(x)=\lim_{x\to c}\frac{f(x)-f(c)}{x-c}=f'(c)=g(c)

(توجه کنید که چون x\to c پس می توان فرض کرد x\neq c)

و همچنین رابطه f(x)-f(c)=g(x)(x-c) برای هر x\in (a,b) درست است چون اگر x\neq c در اینصورت g(x)=\frac{f(x)-f(c)}{x-c} و لذا f(x)-f(c)=g(x)(x-c) و اگر x=c در اینصورت 0=f(c)-f(c)=g(c)(c-c)='(c)\times 0=0 .

برعکس: فرض کنید تابع g پیوسته در c در معادله f(x)-f(c)=g(x)(x-c) برای هر x\in (a, b) صدق کند در اینصورت برای x\neq c ا تقسیم طرفین بر x-c داریم \frac{f(x)-f(c)}{x-c}=g(x) با حد گرفتن از طرفین و پیوستگی g داریم: \lim_{x\to c}\frac{f(x)-f(c)}{x-c}=\lim_{x\to c}g(x)=g(c)

اما \lim_{x\to c}\frac{f(x)-f(c)}{x-c}=f'(c) پس یعنی f'(c) موجود است و برابر است با g(c) .

...