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5. Seja f : [a, b] → R cont́ınua, derivável no intervalo aberto (a, b), com f ′(x) ≥ 0 para todo x ∈ (a, b). Se f ′(x) = 0 apenas num conjunto finito, prove que f é crescente.


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Matematicamente

há 2 anos

Respostas

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há 6 meses

Para provar que a função \( f \) é crescente no intervalo \([a, b]\), vamos seguir os seguintes passos: 1. Definição de função crescente: Uma função \( f \) é considerada crescente em um intervalo se, para quaisquer \( x_1, x_2 \in [a, b] \) com \( x_1 < x_2 \), temos \( f(x_1) \leq f(x_2) \). 2. Condições dadas: Sabemos que \( f' (x) \geq 0 \) para todo \( x \in (a, b) \) e que \( f' (x) = 0 \) apenas em um conjunto finito de pontos. 3. Análise do comportamento da derivada: - Como \( f' (x) \geq 0 \), isso indica que a função não está diminuindo em nenhum ponto do intervalo. - A derivada \( f' (x) = 0 \) em um conjunto finito significa que existem apenas alguns pontos onde a função pode ser constante, mas não pode haver intervalos onde a função diminui. 4. Intervalos entre os pontos onde \( f' (x) = 0 \): - Entre quaisquer dois pontos onde \( f' (x) = 0 \), a derivada \( f' (x) \) deve ser positiva (ou zero) em algum ponto do intervalo, já que não existem intervalos onde a função diminui. 5. Conclusão: - Portanto, em cada intervalo entre os pontos onde \( f' (x) = 0 \), a função \( f \) deve ser crescente. Como existem apenas um número finito de pontos onde a derivada é zero, isso não afeta a natureza crescente da função em todo o intervalo \([a, b]\). Assim, podemos concluir que \( f \) é uma função crescente em \([a, b]\).

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há 2 anos

Para provar que f é crescente, precisamos mostrar que para todo x1 e x2 em [a, b], com x1 < x2, temos que f(x1) < f(x2). Como f é contínua em [a, b] e diferenciável em (a, b), podemos aplicar o Teorema do Valor Médio de Lagrange. Assim, existe um ponto c em (x1, x2) tal que: f(x2) - f(x1) = f'(c)(x2 - x1) Como f'(x) ≥ 0 para todo x em (a, b), temos que f'(c) ≥ 0. Como x2 - x1 > 0, temos que f(x2) - f(x1) ≥ 0, ou seja, f(x1) ≤ f(x2). Portanto, f é crescente em [a, b].

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2. Seja f : X → R derivável no ponto a ∈ X ∩X ′, com f(a) = h(a) e f ′(a) = h′(a) prove que g é derivável nesse ponto, com g′(a) = f ′(a).

6. Se f : I → R cumpre |f(y)− f(x)| ≤ c|y−x|α com α > 1, c ∈ R e x, y ∈ I arbitrários, prove que f é constante.

7. Suponha que g(t) seja uma primitiva de f(t) em [0, 1], isto é, para todo t em [0, 1], g′(t) = f(t). Suponha, ainda, que f(t) < 1 em (0, 1). Prove que g(t)− g(0) < t, em (0, 1].


8. Seja f : R→ R uma função. Dizemos que x0 é um ponto fixo de f se f(x0) = x0. (a) Determine os pontos fixos de f(x) = x2 − 3x; (b) f(x) = x2 + 1 admite ponto fixo; (c) Mostre que f terá ponto fixo se o gráfico de f interceptar a reta y = x.
a) Determine os pontos fixos de f(x) = x2 − 3x;
b) f(x) = x2 + 1 admite ponto fixo;
c) Mostre que f terá ponto fixo se o gráfico de f interceptar a reta y = x.

9. Seja f definida em R e derivável em p. Suponha f ′(p) > 0. Prove que existe r > 0 tal que f(x) > f(p) em (p, p+ r) e f(x) < f(p) em (p− r, p)

10. Seja f definida e derivável em R e sejam a e b ráızes consecutivas de f . Mostre que f(a).f(b) ≤ 0

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