به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
1,240 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 (17,627 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 $g(c)$ .

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...