Вопрос задан 27.11.2025 в 07:33. Предмет Математика. Спрашивает Кирьянов Роман.

Помогите, пожалуйста! Докажите, что функция y = f(x) является возрастающей.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ватницкий Олег.

Обычно «доказать, что ff возрастает» делают через теорему Лагранжа (о среднем значении). Ниже — стандартный шаблон доказательства.

Утверждение. Пусть ff дифференцируема на интервале (a,b)(a,b) и для всех x(a,b)x\in(a,b) выполнено f(x)0f'(x)\ge 0. Тогда ff — неубывающая (возрастающая в широком смысле) на (a,b)(a,b). Если где-то f(x)>0f'(x)>0, то на любом отрезке, где производная c>0\ge c>0, функция строго возрастает.

Доказательство. Возьмём любые x1<x2x_1 из (a,b)(a,b). По теореме Лагранжа существует c(x1,x2)c\in(x_1,x_2) такое, что

f(x2)f(x1)=f(c)(x2x1).f(x_2)-f(x_1)=f'(c)\,(x_2-x_1).

Знак разности x2x1x_2-x_1 положителен, а по условию f(c)0f'(c)\ge 0. Отсюда f(x2)f(x1)0f(x_2)-f(x_1)\ge 0, то есть f(x2)f(x1)f(x_2)\ge f(x_1). Так для любых x1<x2x_1, следовательно, ff неубывающая. Если дополнительно f(x)c>0f'(x)\ge c>0 на всём рассматриваемом промежутке, то

f(x2)f(x1)=f(c)(x2x1)c(x2x1)>0,f(x_2)-f(x_1)=f'(c)\,(x_2-x_1)\ge c\,(x_2-x_1)>0,

и ff строго возрастает.

Замечание. Часто признак f(x)0f'(x)\ge 0 удобно проверять, представляя производную в «явно неотрицательном» виде, например f(x)=g(x)2f'(x)=g(x)^2 или f(x)=eh(x)q(x)2f'(x)=e^{h(x)}\cdot q(x)^2 и т. п. Тогда вывод о монотонности следует сразу из доказанного критерия. Если производная не существует в отдельных точках, но ff непрерывна и f(x)0f'(x)\ge 0 почти всюду, то достаточно абсолютной непрерывности ff для того же вывода (по формуле Ньютона–Лейбница).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос