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théorème des accroissements finis

Posté par
timus
29-04-09 à 23:44

Bonjour , je ne comprends absolument pas la démonstration du théorème des accroissements finis , il est dit sur wikipédia que la fonction :

f(x) - (f(b) - f(a))/(b-a) * (x-a) prends la même valeur en a et en b .

Déjà d'où sort cette fonction f(x) elle représente quoi ? Ensuite ce (x-a) d'où vient il lui aussi...
Et finalement si on prend a = 1 , b = 2 , f(b) = 8 et f(a) = 2 , on a f(x) - 6x + 6 , je vois aucune égalité de f(b) et f(a) là dedans..

Quelqu'un pourrait il m'éclaircir ?

merci

Posté par
Narhm
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 00:18

Bonjour ,

On peut voir le théoreme des accroissements finis comme un corollaire au théoreme de Rolle ( tu connais ? ) et c'est ce que propose Wikipédia.

L'objectif est de montrer que :
Si f est une fonction continue sur [a,b], dérivable sur ]a,b[
Alors il existe un c dans ]a,b[ tel que 3$ \fr{f(a)-f(b)}{a-b}=f'(c).

dem:
Soit donc f une fonction qui vérifie nos hypotheses : c'est à dire continue sur [a,b] et dérivable sur ]a,b[.
Montrons qu'il existe un c dans ]a,b[ tel que 3$ \fr{f(a)-f(b)}{a-b}=f'(c):

Comme on veut utiliser la théoreme de Rolle, on va créer une toute nouvelle fonction qui va vérifier le Th de Rolle, appelée g et définie par 3$ g:x \mapsto f(x) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a).
-g est-elle continue sur [a,b]? dérivable sur ]a,b[ ?
-Que vaut g' sur ]a,b[ ?
-Que vaut g(a) ? g(b) ?

Une fois que tu as toutes les réponses à ces questions, tu peux appliquer le Th de Rolle à g, et tu en déduis la relation 3$ \fr{f(a)-f(b)}{a-b}=f'(c).

Posté par
timus
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 00:34

salut narhm , prenons g' , g' vaut :

f'(x)

g(a) vaut f(a) , g(b) vaut f(b) et ça ne prouve rien du tout j'ai l'impression...

Posté par
Narhm
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 00:41

On a sur [a,b] :
3$ g(x)=f(x) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a) par définition, n'est ce pas ?

Comme f est continue sur [a,b] et que 3$ x\mapsto {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a) est continue, g l'est aussi.
Comme f est dérivable sur ]a,b[ et que 3$ x\mapsto {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a) est aussi dérivable sur ]a,b[, g l'est aussi.

On peut donc calculer la dérivée de g.
Tu as fait une erreur ici pour la dérivée de g. Ce n'est pas que f'(x), il y a autre chose aussi.

Ensuite :
3$ g(a)= f(a) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (a-a)=f(a)-0=f(a)
3$ g(b)=f(b) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (b-a)=f(b)-(f(b)-f(a))=f(a)
non ?

Posté par
timus
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:01

alors la dérivée de g est :

f'(x) - (f(b)-f(a))/(b-a) et quel rapport avec rolle ?

Posté par
Narhm
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:04

Bon , le théoreme de Rolle dit ca:
Si g est une fonction continue sur [a,b], dérivable sur ]a,b[, et telle que g(a)=g(b)
Alors il existe c dans ]a,b[ tel que g'(c)=0.


On vient de montrer que la fonction 3$ g(x)=f(x) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a) est continue sur [a,b], dérivable sur ]a,b[ et que g(a)=g(b) non ?
Qu'en déduis-tu sur g' ?

Posté par
timus
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:11

ben on en déduit pas qu'il vaut 0 donc je vois pas...

Posté par
Narhm
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:16

Pour tout x dans ]a,b[, 3$ \fbox{g'(x)=f'(x) - \fr{f(b)-f(a)}{(b-a)}}.

Citation :
On vient de montrer que la fonction 3$ g(x)=f(x) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a) est continue sur [a,b], dérivable sur ]a,b[ et que g(a)=g(b) non ?

Tu peux appliquer le Théoreme de Rolle à g non ?!
  -> Ca implique qu'il existe un c dans ]a,b[ tel que g'(c)=0.
  -> il existe un c dans ]a,b[ tel que f'(c)-(f(b)-f(a))/(b-a)=0
  -> il existe un c dans ]a,b[ tel que f'(c)=(f(b)-f(a))/(b-a) !!

Il me semble que c'est ce qu'on voulait non ?

Posté par
timus
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:19

oui là c'est plus clair , merci bcp pour ton aide narhm

Posté par
Narhm
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 01:20

De rien

Posté par
jeanseb
re : théorème des accroissements finis 30-04-09 à 02:00

Bonsoir

3$ g:x \mapsto f(x) - {f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a).

Citation :

Déjà d'où sort cette fonction f(x) elle représente quoi

la deuxième partie de la fonction:
3$t(x)={f(b)-f(a) \over b-a} \times (x-a).

t est une fonction affine car 3${f(b)-f(a) \over b-a} . est une constante.

donc , comme g(x) = f(x) - t(x)  ,  g est la différence entre la fonction f et la fonction affine qui joint les points A et B de coordonnées respectives(a;f(a)) et (b;f(b)).

En clair, tu construis les points A (a;f(a))  et B (b;f(b)) de la courbe de f. Tu traces le segment qui les joint :il représente la fonction t.

La fonction f part de A et arrive à B, en faisant un trajet continu.

La fonction g est simplement la différence entre les deux courbes.

Le Th de Rolle dit que puisque cette différence g(x) est nulle en a et b, alors la fonction g'(x) s'annulle quelque part sur le segment. Ce qui donne, en développant, le Th des accroissements finis.

J'espère avoir été clair...



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