Teorema della Monotonia della Derivata Prima
Enunciato
Sia f:(a,b)→R derivabile,
⇒f Monotona Crescente/Decrescente su (a,b)
⇐⇒f′(x)≥/≤0 ∀x∈(a,b)
Dimostrazione
Si vuole dimostrare che f è crescente in x0∈(a,b):
f′(xo+)=limx→x0+x−x0f(x)−f(x0)≥0 per il Teorema della permanenza del segno
⇒f(x)≥f(x0) perchè f crescente
Ora dimostriamo che f′(x)≥0 ∀x∈(a,b). La tesi è: f è crescente ovvero: x1<x2⇒f(x1)≤f(x2)
Ora applichiamo il Teorema di Lagrange in [x1,x2]⊂(a,b)
∃c∈(x1,x2) ∣ f′(c)=x2−x1f(x2)−f(x1)=f(x2)−f(x1)=f′(c)⋅(x2−x1) Dove gli ultimi due termini sono entrambi positivi il che implica che:
f′(c)⋅(x2−x1)≥0
⇒f(x2)≥f(x1)