Zweiter Abschnitt. Differentiation von Funktionen einer Variablen. 83
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itz: Wenn die
vächst oder be-
mtialquotienten
?weise niemals
ssen, daß der
3rden kann,
wir folgende
abnehmender
dig wachsende
0 < a < 1 ist;
■
daß l x eine
mde Funktion;
Grenzen, geht
i.
x = — cosec 2 x,
L ist.
X fortwährend;
, während x
l in ähnlicher
x.
vmldion f{x) in
l an jeder Stelle
rentialquotienten
gibt es wenig-
ler Differential-
mzen Intervalle
50 wäre sie eine
konstante Funktion und der Satz bedürfte dann insofern keines
Beweises, als der Differentialquotient beständig (eventuell in
dem betreffenden Teile) Null wäre (21).
Wir müssen also annehmen, daß die Funktion von a aus
entweder wächst oder abnimmt; aber weder das Wachsen noch
das Abnehmen kann durch das ganze Intervall anhalten, soll
fiß) = 0 eintreten; daher muß eine Stelle £ zwischen a und ß
getroffen werden, wo das Wachsen (bzw. das Abnehmen) auf
hört; diese Stelle wird dadurch charakterisiert sein, daß sich
ein positives g derart angeben läßt, daß für jedes 0 < ^ ^
/(I[-h)<m)jm + hy,
nach den Relationen (1), (2) des vorigen Artikels ist die Funktion
an dieser Stelle weder wachsend noch abnehmend; ferner ist
0 fg + h)-m) ^ 0 .
— h ^ h ^ ’
der erste Quotient kann für lim h = 0 nur einen positiven
oder den Grenzwert Null haben, der zweite nur einen negativen
oder Null; da aber beide nach Voraussetzung einen gemein
samen Grenzwert besitzen, so kann nur
r(l) - 0
sein, womit der Satz erwiesen ist. Im Falle des Abnehmens
von cc an ergeben sich analoge Schlüsse.
Bei geometrischer Darstellung der Funktion hat der Satz
von Rolle eine anschauliche Bedeutung; eine Kurve AB
(Fig. 9), welche in den Punkten A und B die Abszissenachse
schneidet und an jeder Stelle zwischen
den genannten Punkten eine bestimmte
Tangente hat, besitzt zwischen A und B
mindestens einen Punkt M, in welchem
die Tangente MT der Abszissenachse
parallel läuft.
Fig. 9.
M
A
-JT
Die Voraussetzungen des obigen Satzes können auch
dahin abgeändert werden, daß f{a) = f(ß) = C ist; denn die
Funktion f{x) — C erfüllt dann die Bedingung, für x = cc
und x = ß zu verschwinden, ihr Differentialquotient ist aber
wieder f'(x).