ロルの定理の証明、高校数学、再質問
ロルの定理;f(x)を[a,b]において連続、(a,b)において微分可能な関数とする。さらに、f(a)=f(b)のとき、f´(c)=0かつa<c<bを満たすcが存在するを証明
(本の記述)f(a)=f(b)≠0であればg(x)=f(x)-f(a)を考えることで、g(a)=g(b)=0となるから、最初から、f(a)=f(b)=0として証明してもよい。(★)
(ア)f(x)≡0のときはa<x<bなる任意のxでf´(x)=0だから定理は成り立つ。
(イ)f(x)は恒等的に0でない時(f(x)≡0の否定です。PCで記号が出ません}
f(d)≠0となるdが(a,b)に存在する。
仮にf(d)>0とすると最大値の定理より、、[a,b]にf(x)の最大値が存在するが、
最大値は0でない(aでもbでもない)から
そこで最大値を与えるxをcとすると、∀x∈[a,b]に対し、f(c)≧f(x)よりlim(h→+0){f(c+h)-f(h)}
/h≦0、lim(h→ー0){f(c+h)-f(h)}/h≧0となる。f(x)はcで微分可能だから、lim(h→+0){f(c+h)-f(h)}
/h=lim(h→ー0){f(c+h)-f(h)}/h=0
ゆえにf´(c)=0
したがって定理は証明された。
★の仮定をしないとイではどのように議論が進むのでしょうか?詳しく教えてください。