Le théorème de Rolle nécessite les hypothèses suivantes SAUF :
Avant de lire
f est dérivable en a si :
Définition
Définition.f est a si la suivante existe :
f′(a)=h→0limhf(a+h)−f(a)
Théorème. Si f est [a,b], dérivable sur ]a,b[ et f(a)=f(b), alors :
∃c∈]a,b[,f′(c)=0
Théorème des ()
Théorème. Si f est [a,b] et dérivable sur ]a,b[, alors :
∃c∈]a,b[,f(b)−f(a)=f′(c)(b−a)
Corollaire : Si f′(x)≥0 sur ]a,b[, alors f est croissante sur [a,b].
Si ∣f′(x)∣≤M pour tout x∈]a,b[, alors :
∣f(b)−f(a)∣≤M∣b−a∣
Pause : vérifie
Soit f continue sur [a,b] et dérivable sur ]a,b[, avec ∣f′(x)∣≤M pour tout x∈]a,b[. L'inégalité des accroissements finis donne :
Une borne sur la pente borne l'accroissement proportionnellement à la longueur de l'intervalle : ∣f(b)−f(a)∣≤M∣b−a∣. Sans le facteur ∣b−a∣ la borne serait fausse sur un grand intervalle, le sens ≥ est celui d'une minoration que rien ne garantit, et l'égalité est réservée au théorème des accroissements finis, avec f′(c) en un point c inconnu, jamais avec la borne M.
Théorème. Si f est n fois a :
f(a+h)=k=0∑nk!f(k)(a)hk+o(hn)
Développements limites classiques
ex=1+x+2!x2+3!x3+o(x3)
sinx=x−6x3+120x5+o(x6)
cosx=1−2x2+24x4+o(x5)
ln(1+x)=x−2x2+3x3+o(x3)
(1+x)α=1+αx+2α(α−1)x2+o(x2)
Après la lecture
Le théorème de Rolle nécessite les hypothèses suivantes SAUF :
Le théorème de Rolle nécessite : f continue sur [a,b], dérivable sur ]a,b[, et f(a)=f(b). La dérivabilité d'ordre 2 n'est pas requise.
Après la lecture
f est dérivable en a si :
Dérivable en a signifie que le taux d'accroissement a une limite finie quand h→0, et cette limite est f′(a). La continuité ne suffit pas, un taux borné non plus (∣x∣ en 0 : taux égal à ±1, borné, sans limite), et le taux symétrique de ∣x∣ en 0 vaut 0 pour tout h alors que ∣x∣ n'y est pas dérivable.
Illustrations
f'(x) = x² − 1 s'annule en x = ±1 : points critiquesSigne de la dérivée : f' < 0 sur ]−1;1[, f' > 0 ailleurs