रोले का प्रमेय

कैलकुलस में, रोले का प्रमेय बताता है कि यदि कोई अवकलनीय फ़ंक्शन (वास्तविक-मूल्यवान) दो अलग-अलग बिंदुओं पर समान मान प्राप्त करता है, तो उसके बीच कहीं न कहीं कम से कम एक निश्चित बिंदु अवश्य होना चाहिए, जहाँ पहला व्युत्पन्न शून्य हो। रोले के प्रमेय का नाम फ्रांसीसी गणितज्ञ मिशेल रोले के नाम पर रखा गया है। रोले का प्रमेय माध्य मान प्रमेय का एक विशेष मामला है।

लैग्रेंज के माध्य मान प्रमेय को माध्य मान प्रमेय या प्रथम माध्य मान प्रमेय भी कहा जाता है। आमतौर पर, माध्य को दिए गए मानों का औसत माना जाता है, लेकिन समाकल के मामले में, दो अलग-अलग फ़ंक्शनों का माध्य मान ज्ञात करने की विधि अलग होती है। इस लेख में आइए रोले के प्रमेय और ऐसे फ़ंक्शनों के माध्य मान के साथ-साथ उनकी ज्यामितीय व्याख्या के बारे में जानें।

परिभाषा

रोले के प्रमेय का अध्ययन करने से पहले आइए कैलकुलस में लैग्रेंज के माध्य मान प्रमेय को समझें।

लैग्रेंज का माध्य मान प्रमेय कथन:

माध्य मान प्रमेय बताता है कि "यदि एक फ़ंक्शन f को बंद अंतराल $[a,b]$ पर परिभाषित किया जाता है जो निम्नलिखित शर्तों को संतुष्ट करता है: i) फ़ंक्शन f बंद अंतराल $[a,b]$ पर निरंतर है और ii) फ़ंक्शन $f$ खुले अंतराल $(a,b)$ पर अवकलनीय है। तब एक मान $x=c$ इस तरह से मौजूद होता है कि $f'(c)=[f(b)-f(a)]/(b-a)''$।

इस प्रमेय को "प्रथम माध्य मान प्रमेय" के नाम से भी जाना जाता है। लैग्रेंज के माध्य मान प्रमेय का एक विशेष मामला रोले का प्रमेय है। आइए अब समझते हैं कि रोले का प्रमेय क्या है।

रोले का प्रमेय कथन

रोले का प्रमेय कहता है कि "यदि एक फ़ंक्शन $f$ को बंद अंतराल $[a,b]$ में इस तरह से परिभाषित किया जाता है कि यह निम्नलिखित शर्त को संतुष्ट करता है: i) $f[a,b]$ पर निरंतर है, ii)$f(a,b)$ पर अवकलनीय है, और iii) $f(a)=f(b),$ तो $x$ का कम से कम एक मान मौजूद है, आइए हम इस मान को $c$ मानें, जो $a$ और $b$ के बीच स्थित है यानी $(a<c<b)$ इस तरह से कि $f'(c)=0$."

गणितीय रूप से, रोले के प्रमेय को इस प्रकार कहा जा सकता है: मान लें कि $f:[a,b]\rightarrow R,[a,b]$ पर सतत है और $(a,b)$ पर अवकलनीय है, जैसे कि $f(a)=f(b),$ जहाँ $a$ और $b$ कुछ वास्तविक संख्याएँ हैं। तब $(a,b)$ में कुछ $c$ मौजूद होता है जैसे कि $f'(c)=0$

रोले के प्रमेय की ज्यामितीय व्याख्या

दिए गए ग्राफ में, वक्र $y=f(x),$ $x=a$और $x=b$ के बीच सतत है और अंतराल के भीतर प्रत्येक बिंदु पर, भुज के अनुरूप एक स्पर्शरेखा और निर्देशांक खींचना संभव है और बराबर हैं, तो वक्र के लिए कम से कम एक स्पर्शरेखा मौजूद है जो x-अक्ष के समानांतर है। बीजगणितीय रूप से, यह प्रमेय हमें बताता है कि यदि $f(x),\ x$ में एक बहुपद फलन को दर्शाता है और समीकरण$f(x)=0$ के दो मूल $x=a$ और $x=b$ हैं, तो समीकरण $f'(x)=0$ का कम से कम एक मूल इन मानों के बीच स्थित होता है। रोले के प्रमेय का विलोम सत्य नहीं है और यह भी संभव है कि $x$ के एक से अधिक मान मौजूद हों, जिसके लिए प्रमेय सही है लेकिन ऐसे एक मान के अस्तित्व की निश्चित संभावना है।

रोले के प्रमेय का प्रमाण

जब किसी प्रमेय को सीधे सिद्ध किया जाता है, तो आप यह मानकर शुरू करते हैं कि सभी शर्तें पूरी हो चुकी हैं। इसलिए, नीचे दी गई हमारी चर्चा केवल उन कार्यों से संबंधित है

जो $[a,b]$ पर निरंतर है,

जो अवकलनीय $(a,b)$ है,

और जिसमें $f(a)=f(b$