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証明1) [吹田・新保『理工系の…』p.45.]
( 証明2) [『高等学校微分積分』p. 75;](仮定) 区間Iでつねに f ' (x) =0 …(1) (本題) a∈Iを定数、x1∈I ( a ≠ x1 )を任意の数とする。 (i) a<x1の場合 @は、f (x)は区間Iで連続かつ微分可能であるとの含意を含む。 ゆえに、 閉区間[ a,x1 ]⊂Iでf (x)は連続かつ微分可能。 平均値の定理より、 ![]() となるcが存在する。 (1)より、 ![]() |
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a<x1だから、 f (x1 ) − f (a ) =0、 すなわち、 f (x1 )=f (a ) x1は区間Iのうちaよりも大きい範囲にある任意の数だから、 区間Iのうちaよりも大きい範囲においては、f (x)は定数f (a )に常に等しいといえる。 (ii) x1<aの場合 同様にして、 x1は区間Iのうちaよりも小さい範囲にある任意の数だから、 区間Iのうちaよりも小さい範囲においては、f (x)は定数f (a )に常に等しいといえる。 (i)(ii)より、f (x) が区間Iでつねにf ' (x) =0を満たすならば、f (x)はI上で定数であるといえる。 |
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