4. Koshi teoremasi
Teorema (Koshi teoremasi). Agar [a,b] kesmada f(x) va g(x) berilgan
bo‘lib,
[a,b] da uzluksiz;
(a,b) intervalda f’(x) va g‘(x) mavjud, hamda g‘(x)≠0 bo‘lsa, u holda hech bo‘lmaganda bitta shunday c (a) nuqta topilib,
f (b ) − f ( a ) = f'( c ) (1.4) g(b ) − g( a ) g'( c )
tenglik o‘rinli bo‘ladi.
Isbot. Ravshanki, (1.4) tenglik ma’noga ega bo‘lishi uchun g(b)≠g(a) bo‘lishi kerak. Bu esa teoremadagi g‘(x)≠0, x∈(a;b) shartdan kelib chiqadi. Haqiqatdan ham, agar g(a)=g(b) bo‘lsa, u holda g(x) funksiya Roll teoremasining barcha shartlarini qanoatlantirib, biror c∈(a;b) nuqtada g‘(c)=0 bo‘lar edi. Bu esa
∀x∈(a;b) da g‘(x)≠0 shartga ziddir. Demak, g(b)≠g(a). Endi yordamchi
Ф funksiyani tuzaylik.
Shartga ko‘ra f(x) va g(x) funksiyalar [a,b] da uzluksiz va (a,b) intervalda differensiyalanuvchi bo‘lgani uchun F(x) birinchidan [a,b] kesmada uzluksiz funksiyalarning chiziqli kombinatsiyasi sifatida uzluksiz, ikkinchidan (a,b) intervalda
Ф'( x ) = f ′(x)− f (b ) − ( a ) g'( x ) g(b ) − g( a )
hosilaga ega.
So‘ngra F(x) funksiyaning x=a va x=b nuqtalardagi qiymatlarini hisoblaymiz: F(a)=F(b)=0. Demak, F(x) funksiya [a,b] kesmada Roll teoremasiinng barcha shartlarini qanoailantiradi. Shuning uchun hech bo‘lmaganda bitta shunday c (a) nuqta topiladiki, F’(c)=0 bo‘ladi. Shunday qilib,
0 = Ф'( c ) = f'( c ) − f (b ) − f ( a ) g'( c ) g(b ) − g( a )
va bundan (1.4) tenglikning o‘rinli ekani kelib chiqadi. Isbot tugadi.
Isbotlangan (1.4) tenglik Koshi formulasi deb ham ataladi.
Endi Koshi teoremasining geometrik ma’nosini aniqlaymiz. Aytaylik x=ϕ(t), y=f(t), a≤t≤b tekislikdagi chiziqning parametrik tenglamasi bo‘lsin. Shuningdek chiziqda t=a ga mos keluvchi nuqtani A(ϕ(a),f(a)), t=b ga mos keluvchi nuqtani B(ϕ(b),f(b)) kabi belgilaylik. (22-rasm).
U holda (1.4) formulaning chap qismi AB vatarning burchak koeffitsientini, o‘ng tomoni esa egri chiziqqa parametrning t=c qiymatiga
mos keladigan nuqtasida 22-rasm
o‘tkazilgan urinmaning burchak koeffitsientini anglatadi. Demak, Koshi formulasi AB yoyning AB vatarga parallel bo‘lgan urinmasining mavjudligini ta’kidlaydi ekan.
Misol. Ushbu f(x)=x2 va ϕ(x)= x funksiyalar uchun [0,4] kesmada Koshi formulasini yozing va s ni toping.
Yechish. berilgan funksiyalarning kesma uchlaridagi qiymatlari va
hosilalarini topamiz: f(0)=0, f(4)=16, ϕ(0)=0, ϕ(4)=2; f’(x)=2x, ϕ’(x)= 1 .
2 x
Bulardan foydalanib Koshi formulasini yozamiz:
16−0 = 21с , bundan 4s с =8 yoki s с =2. Demak s=3 4 .
2−0
2 с
|
