- •1.Множества и действия над ними.
- •7. Предельный переход в неравенствах (для последовательностей).
- •8. Применение теоремы о пределе монотонной последовательности к вычислению пределов.
- •17. Критерий Коши существования предела функции.
- •18. Локальные свойства функций имеющих предел.
- •19. Теорема о пределе суперпозиции.
- •23.Символы о-малое и о-большое, эквивалентные б.М. И б.Б.
- •24. Замечательные пределы
- •26. Понятие непрерывной функции. Простейшие свойства непрерывных функций, в том числе, вытекающие из свойств предела.
- •28. Равномерно непрерывные функции. Теорема Кантора.
- •25. Асимптоты графика функции
- •30. Теоремы Вейерштрасса о непрерывных на отрезке функциях.
- •33. Дифференцируемые функции. Понятие дифференциала.
- •34. Арифметические операции с дифференцируемыми функциями.
- •35. Дифференцирование сложной функции
- •36. Дифференцирование обратной функции.
- •37.Дифференцирование элементарных функций. Таблица производных.
- •38. Локальный экстремум функции. Теорема Ферма.
- •39. Теоремы о среднем значении для дифференцируемых функций: теоремы Роля, Лагранжа и Коши.
- •40. Производные и дифференциалы высших порядков.
- •45. Правило Лопиталя.
- •46. Условия монотонности функции.
- •47. Условия экстремума функции.
- •48. Условия выпуклости функции.
- •49. Точки перегиба графика функции.
- •50. Множество вещественных чисел (натуральные, целые, рациональные и иррациональные числа, модуль (абсолютная величина вещественного числа) и его свойства.
- •51. Комплексные числа.
38. Локальный экстремум функции. Теорема Ферма.
Определение
1. Пусть
функция
определена
на множестве
и
.
Говорят, что в точке
функция
имеет локальный минимум
(локальный
максимум)
,
если существует такая окрестность
этой точки,
что
,
),(1)
при
этом точку
называют точкой
локального
минимума
(локального
максимума)
функции. Замечание
1. Если
внутренняя точка множества
,
т.е. если она принадлежит ему вместе с
некоторой своей окрестностью то в
условии (1) вместо «
»
можно писать «
»,
считая без ущерба для общности , что
.Замечание
2. Если в точке
функция
имеет или локальный минимум или локальный
максимум, то говорят, что она имеет в
этой точке локальный экстремум, при
этом точку
называют
точкой локального экстремума.Замечание
3. Всякая
точка максимума (минимума) фуркции
на множестве
, т.е. всякая
точка
,
для которой
,
),
иногда
называется точкой
глобального минимума (глобального
максимума)
функции
на множестве
.Очевидно,
что всякая точка глобального экстремума,
т.е. глобального максимума или глобального
минимума, является также и точкой
локального экстремума.Теорема
1(Ферма). Пусть
функция
определена на множестве
,
-
внутренняя точка множества
и функция
дифференцируема в этой точке .Тогда,
если
– точка локального экстремума этой
функции, то
.(2)Д
о к а з а т е л ь с т в о. Для определенности
будем считать , что
─ точка
локального минимума . Тогда
такое, что
(
─
внутренняя
точка
)
и
.
Поэтому
(3)
.(4)Из
неравенства (3) , в силу дифференцируемости
функции
в точке
и теоремы
о предельном переходе в неравенстве,
очевидно следует, что
а
из неравенства (4) , в силу того же, в
свою очередь, следует , что
из
неравенств (5) и (6) и вытекает равенство
(2) □
39. Теоремы о среднем значении для дифференцируемых функций: теоремы Роля, Лагранжа и Коши.
1.
теорема Лагранжа Пусть функция
непрерывна на отрезке
и дифференцируема на интервале
.Тогда
найдется такая точка
,
что
Д
о к а з а т е л ь с т в о. Рассмотрим функцию
Она
очевидно непрерывна на отрезке
,
дифференцируема на интервале
и на концах
отрезка
принимает
равные значения:
.Тогда
по теореме Ролля
,
т.е.
а
это равносильно равенству (5)
Теорема
(Коши). Пусть
функции
и
непрерывны на отрезке
и дифференцируемы на интервале
.
Тогда
:
Д
о к а з а т е л ь с т в о.
Рассмотрим
функцию
Она,
очевидно, удовлетворяет
условию
теоремы Ролля, согласно которой
,
т.е.
что равносильно равенству (6).
Теорема Роля
Пусть
функция
непрерывна на отрезке
,
дифференцируема
на интервале
и на концах отрезка
принимает равные значения :
Тогда существует такая точка
,
что
Д о к а з а т е л ь с т в о. По первой теореме Вейерштрасса (о непрерывной на отрезке функции) функция ограничена на
отрезке
.
Следовательно числа
и
конечны.
Если
,
то очевидно функция
является постоянной на отрезке
.
Тогда в качестве точки
,
для которой имеет место (2), можно взять
любую точку интервала
.
Пусть
.
Тогда выполнено по крайней мере одно
из неравенств
(3)и
(4)
Пусть, например, имеет место последнее из них. По второй теореме
Вейерштрасса
о непрерывной на отрезке функции
,
при этом в силу (4)
и
,
т.е.
.
По определению числа
точка
является точкой локального максимума
функции (и даже точкой глобального
максимума этой функции). Поэтому по
теореме Ферма в этой тосчке имеет место
равенство (2)
