Сформулируйте и докажите необходимое и достаточное условие неубывания дифференцируемой функции

Из условия монотонности функции следует, что f(x) не убывает на І. Пусть

44. Сформулируйте и докажите необходимое и достаточное условие невозрастания дифференциру­емой функции.

Теорема (необходимое и достаточное словия убывания дифференцируемой функции на промежутке). Пусть функция непрерывна на промежутке I и дифференцируема вовсех его точках, за исключением, может быть конечного их числа. Если производная f’(x) отрицательна всюду где определена и не равна тождественно 0 ни на одном интервале I₁ принадлежащем I, то функция убывает на I

Из условия монотонности функции следует, что f(x) убывает на І. Пусть для некоторых точек х₁ и х₂, x₁<x₂, этого промежутка f(x₁)=f(x₂). Тогда для любой точки х (х₁,х₂) имеем f(x₁)≥f(x)≥(x₂). Это означает, что функция постоянна на (х₁,х₂), и следовательно, f’(x) тождественно равна 0 на этом интервале, что противоречит условию теоремы. Таким образом f(x₁)≠f(x₂), а тогда f(x₁)>f(x₂) и функция возрастает на I. Теорема доказана.

45. Сформулируйте и докажите достаточное условие возрастания дифференцируемой функ­ции.

Из условия монотонности функции следует, что f(x) не убывает на І. Пусть

46. Сформулируйте и докажите достаточное условие убывания дифференцируемой функции.

Теорема (необходимое и достаточное словия убывания дифференцируемой функции на промежутке). Пусть функция непрерывна на промежутке I и дифференцируема вовсех его точках, за исключением, может быть конечного их числа. Если производная f’(x) отрицательна всюду где определена и не равна тождественно 0 ни на одном интервале I₁ принадлежащем I, то функция убывает на I

Из условия монотонности функции следует, что f(x) убывает на І. Пусть для некоторых точек х₁ и х₂, x₁<x₂, этого промежутка f(x₁)=f(x₂). Тогда для любой точки х (х₁,х₂) имеем f(x₁)≥f(x)≥(x₂). Это означает, что функция постоянна на (х₁,х₂), и следовательно, f’(x) тождественно равна 0 на этом интервале, что противоречит условию теоремы. Таким образом f(x₁)≠f(x₂), а тогда f(x₁)>f(x₂) и функция возрастает на I. Теорема доказана.

47. Сформулируйте и докажите первое достаточное условие экстремума (по первой производ­ной)

48. Сформулируйте и докажите второе достаточное условие экстремума (по второй производ­ной).