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Erster Teil. Differential-Rechnung.
Die Funktion f(x) = (x — a) (x — b) hat, um Beispiele
anzuführen, in dem Intervall (a, b) die Eigenschaften, welche
oben vorausgesetzt wurden; ihr Differentialquotient f'{x)
— 2x — a — b wird denn auch gleich Null au der zwischen
a, b liegenden Stelle x = - y— • Desgleichen entspricht die
Funktion fix) — sin x in dem Intervall (0, n) den Voraus
setzungen des Roll eschen Theorems, und in der Tat ver
schwindet ihr Differentialquotient fix) = cosir an der zwischen
liegenden Stelle x = y •
38. Der Mittelwertsatz. Wenn die Funktion fix) an
jeder Stelle des abgeschlossenen Intervalls (a, ß) einen endlichen
oder bestimmt unendlichen Differentialquotienten besitzt, so gibt
es wenigstens eine Stelle zwischen a und ß 7 an welcher der
Differentialquotient f\x) gleich ist dem Differenzenquotienten
m-m
ß — a
Dieser Satz, für die Analysis von großer Bedeutung, findet
sich zuerst bei J. Lagrange und wird auch häufig nach ihm
benannt.
Zum Zwecke des Beweises konstruieren wir mit Hilfe von
fix) die neue Funktion
<P i x ) = f\ x ) - fi a ) ~ ( x ~ «) /( ^~l (a) »
welche ebenfalls an jeder Stelle zwischen a und ß einen Diffe-
rentialquotieuten besitzt, da
= f\ x )
m-m
ß — cc ’
und die überdies die Eigenschaft hat, daß <p(a) = 0 und
(p(ß) = 0 ist. Demnach erfüllt die Funktion cp(x) die Voraus
setzungen des Roll eschen Satzes und es gibt daher wenigstens
eine Stelle | zwischen a und ß, wo qp'(£) = 0, d. h. wo
(1)
fiß) ~ f(d) _ f 'ft\
ß — cc 1 w
Der Satz kann nun auf irgend zwei Stellen x und x + h,
die in (a, ß) enthalten sind, zur Anwendung gebracht werden;
an die Stelle von £ kommt dann ein zwischen x und x -f- h