Για τούτο τι λύση προτείνουν;
Εγώ σκέφτηκα την εξής :
Η f είναι συνεχής στο [α,β].Απο το θεώρημα μέγιστης & ελάχιστης τιμής λοιπόν υπάρχουν x1 και χ2 τέτοια ώστε : f(x2) = Μ , και f(χ1) = m , με m <= f(x) <= M , για κάθε x Ε [α,β].
Εαν ήταν x1 = α και χ2 = β, τότε η f θα είχε μέγιστη και ελάχιστη τιμή την f(α) = f(β) = λ . Αυτό θα σήμαινε όμως, ότι η f θα ήταν σταθερή. Η απόδειξη αυτού έιναι απλή. Έστω πως επιλέγαμε ένα τυχαίο σημείο ξ στο (α,β) . Εαν είναι f(ξ) < λ = m , καταλήγουμε σε άτοπο , καθώς το m είναι η ελάχιστη τιμή της f. Εαν είναι f(ξ) > λ = Μ , τότε καταλήγουμε πάλι σε άτοπο , καθώς το M είναι η μέγιστη τιμή της f . Άρα είναι f(χ) = λ για κάθε χ Ε (α,β). Δηλαδή εαν x1 = α και χ2 = β , η f(x) = λ για κάθε x E (α,β) .
Εαν η f είναι σταθερή, δηλαδή για κάθε x Ε (α,β) ισχύει οτι :
f(x) = f(α) = f(β) = λ, τότε η f είναι παραγωγίσιμη(απο θεωρία) και έχει f'(x) = 0. Οπότε όλα τα σημεία του διαστήματος (α,β) είναι κρίσιμα σημεία της. Επομένως υπάρχει τουλάχιστον ένα κρίσιμο σημείο στο (α,β).
Εαν το x1 != α ή x2 != β , τότε το x1 ή x2 θα άνηκε στο (α,β). Θα ήταν δηλαδή εσωτερικό σημείο στο οποίο θα παρουσιαζόταν μέγιστο ή ελάχιστο. Εαν η f δεν ήταν παραγωγίσιμη εκεί, τότε θα ήταν κρίσιμο σημείο. Εαν η f ήταν παραγωγίσιμη εκεί, δεδομένου οτι παρουσιάζει ακρότατο, τότε από το θεώρημα του Fermat, θα ήταν f'(χ1) = 0 ή f'(χ2) = 0 , οπότε πάλι θα είχαμε κρίσιμο σημείο.
Σε κάθε περίπτωση, υπάρχει τουλάχιστον ένα κρίσιμο σημείο για την f στο (α,β) .