En cálculo diferencial, el teorema de Rolle demuestra la existencia de un punto interior en un intervalo abierto para el cual una función derivable se anula cuando el valor de esta en los extremos del intervalo es el mismo. Es generalizado mediante el teorema del valor medio, del que este es un caso especial. Es uno de los principales teoremas en cálculo debido a sus aplicaciones.
TEOREMA DE ROLLE
Si es una función continua definida en un intervalo cerrado , derivable sobre el intervalo abierto y , entonces:
Existe al menos un punto perteneciente al intervalo tal que .
DEMOSTRACIÓN
Con la siguiente explicación, se trata de demostrar que este teorema es correcto.
Una función f cualquiera tiene que cumplir una de las siguientes condiciones:
- f(x) = f(a) para todo x perteneciente al intervalo [a,b].
En este caso, f es constante y, por lo tanto, f ' (x) = 0 para todos los puntos, es decir, todo punto c del intervalo satisface que f ' (c) = 0. - f(x) > f(a) para algún x perteneciente a [a,b].
Como f es continua en dicho intervalo, f alcanza su máximo en ese intervalo (por el Teorema de Weierstrass). Al haber algún punto x distinto del punto a conf(x) > f(a) y como f(a) = f(b), entonces ese máximo se alcanza en algún punto c del intervalo. Puesto que existe la derivada en todo el intervalo [a,b], entonces necesariamente f ' (c) = 0. - f(x) < f(a) para algún x perteneciente a [a,b].
En este caso, f tiene un mínimo en dicho intervalo y por un razonamiento semejante al del punto anterior se concluye que existe un punto c en el intervalo que cumple f ' (c) = 0.
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