Module
Égalité des accroissements finis
- Domaine
- Analyse
Égalité des accroissements finis
Théorème Existence d’une dérivée égale au taux d’accroissement
Soient \(a\) et \(b\) deux réels tels que \(a<b\).
Soit \(f\in \mathcal{F}([a,b],\mathbb{R})\).
On suppose que \(f\) est continue sur \([a,b]\) et dérivable sur \(]a,b[\).
Explication Interprétation cinématique
Pour un mouvement rectiligne où l’on repère le mobile par son abscisse \(x(t)\) à l’instant \(t\), la vitesse moyenne entre les instants \(t_1\) et \(t_2\) est
La vitesse instantanée à l’instant \(c\) est
Si votre vitesse moyenne est de \(140\ \mathrm{km.h}^{-1}\), alors votre vitesse instantanée a été au moins une fois égale à \(140\ \mathrm{km.h}^{-1}\).
Exemple résolu Différence de deux racines carrées consécutives réservé aux comptes
Exemple résolu Inégalité logarithmique et somme harmonique réservé aux comptes
Inégalité des accroissements finis
Corollaire Inégalité des accroissements finis
Soient \(a\) et \(b\) deux réels tels que \(a<b\).
Soit \(f\in \mathcal{F}([a,b],\mathbb{R})\).
On suppose que \(f\) est continue sur \([a,b]\) et dérivable sur \(]a,b[\).
S’il existe un réel positif \(M\) vérifiant \(\forall t\in]a,b[,\ |f'(t)|\leq M\), alors on a :
Démonstration Preuve de l’inégalité des accroissements finis
1er cas : si \(x=y\), c’est fini.
2e cas : si \(x<y\), d’après l’égalité des accroissements finis, appliquée sur \([x,y]\), on a
3e cas : si \(y<x\), on échange \(x\) et \(y\) dans ce qui précède et c’est fini car \(|a-b|=|b-a|\).
Remarque Utilité pour l’étude de suites
Ces énoncés sont utiles pour étudier les suites \((u_n)\) du type \(u_{n+1}=f(u_n)\).
Explication Interprétation graphique
Soient \(A\), \(B\) et \(M\) les points d’abscisses \(a\), \(b\) et \(c\) de la courbe représentative de \(f\).
La relation \(f'(c)=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}\) signifie que la pente de la droite \((AB)\) est égale à celle de la tangente à la courbe de \(f\) en \(M\).
Il existe au moins un point de la courbe représentative de \(f\) en lequel la tangente est parallèle à \((AB)\).
Figure Tangente parallèle à la droite sécante
Illustration graphique de l’égalité des accroissements finis.