56
II. Differentialrechnung
Verallgemeinerung. Wir wollen jetzt die Voraussetzung f(a)
= f(p) = 0 fallen lassen, die übrigen Voraussetzungen des Rolleschen
Theorems aber festhalten. In Fig. 10 ist
die Bildkurve von fix) zu sehen. Die Ge
rade AB in Fig. 10 ist die Bildkurve der
Funktion
Die Bildkurve muß eine Gerade sein, weil
(p{x) offenbar die Form mx -\- p hat*) (m
und p Konstanten). Daß die Gerade durch
die Punkte A und B hindurchgeht, erkennt
o «-
Fig. 10.
man sofort, wenn man x = a bzw. x = b setzt. Dann ergibt sich nämlich
P(a) -- /*(«), cp(b) = /■(&)•
Betrachten wir nun die Funktion ^)
F(x) = f{x) — cp (sc),
so erfüllt sie alle Bedingungen des Rolleschen Satzes.
Die Differenz von zwei stetigen Funktionen ist, wie unmittelbar
aus der Definition der Stetigkeit hervorgeht, stetig?) Ferner hat F{x)
zwischen a und b überall eine Ableitung, weil f(x) und cp{x) eine
solche haben. Endlich ist F(a) ----- F(b) ----- 0.
Nach dem Rolleschen Satze gibt es zwischen a und b eine Stelle £,
wo die Ableitung von F[x] verschwindet, wo also
ist-
Berechnet man nun cp \x), so findet man
Es gilt also folgender Satz (der sogenannte Mittelwertsatz):
Wenn f{x) weder bei a noch bei b unstetig ist und zwischen
a und b überall eine Ableitung hat, so gibt es zwischen a und b
eine Stelle § derart, daß
f(b) — f{a) v s
h — a i
b — a
1) Vgl. S. 29.
2) Offenbar ist F(x) die Maßzahl von QP.
3) cp{x) ist überall stetig, weil es überall eine Ableitung hat.