Sử dụng Định lý Giá trị Trung bình
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| Mean Value Theorem/miːn ˈvæljuː ˈθɪərəm/ | Định lý Giá trị Trung bình |
Somewhere, the instant matches the average
- Drive $120$ km in $2$ hours: your average speed is $60\,\tfrac{\text{km}}{\text{h}}$.
- At some instant your speedometer must have read exactly $60$ — you can't average $60$ without hitting it.
- That intuitive fact is the Mean Value Theorem 中值定理 (MVT).
- It links the average rate of change over an interval to an instantaneous rate somewhere inside.
The hypotheses come first
- MVT needs $f$ continuous on $[a,b]$ and differentiable on $(a,b)$.
- If both hold, there is at least one $c$ in $(a,b)$ with
-
$$f'(c)=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}$$
- The left side is an instantaneous rate; the right side is the average rate over $[a,b]$.

The Mean Value Theorem: some tangent is parallel to the secant over the interval
ĐTBV trên $[a,b]$ yêu cầu những giả thuyết nào?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Liên tục trên khoảng đóng và khả vi trên khoảng mở. ($f(a)=f(b)$ là điều kiện Rolle bổ sung.)
ĐTBV đảm bảo tồn tại một $c$ nơi $f'(c)$ bằng với...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
$f'(c)=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}$, tốc độ thay đổi trung bình.
A tangent parallel to the secant
- The right-hand side is the slope of the secant line joining the endpoints.
- So MVT guarantees a point where the tangent line is parallel to that secant.
- Geometrically: somewhere the curve's slope equals the overall average slope.
- Like the IVT, it is an existence theorem — it promises $c$ exists, not its value.
Tiếp tuyến song song với dây cung
y = x²
Nào đó bên trong khoảng, độ dốc tiếp tuyến khớp với độ dốc trung bình (dây cung) — điểm đó chính là $c$ được đảm bảo của ĐTBV.
Về mặt hình học, ĐTBV đảm bảo tồn tại một tiếp tuyến song song với đường ____.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Tiếp tuyến tại $c$ song song với dây cung nối các đầu mút.
Finding the guaranteed $c$
- To find $c$: set $f'(c)$ equal to the average rate and solve for $c$ in $(a,b)$.
- First check the hypotheses (continuous + differentiable) — skip that and the theorem doesn't apply.
- Discard any solution outside the open interval $(a,b)$.
- The MVT is the engine behind many later results (like "if $f'=0$ everywhere, $f$ is constant").
Đối với $f(x)=x^2$ trên $[2,6]$, tìm $c$ được đảm bảo bởi MVT.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Tốc độ thay đổi trung bình $=\frac{36-4}{4}=8$; $2c=8\Rightarrow c=4\in(2,6)$.
Nếu $f$ có góc bẻ trong $(a,b)$, thì ĐTBV vẫn được đảm bảo áp dụng.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Góc bẻ làm mất tính khả vi, nên các giả thuyết bị vi phạm và ĐTBV có thể không áp dụng được.
Giống như ĐTB, ĐTBV là loại định lý gì?
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Nó đảm bảo rằng một $c$ như vậy tồn tại (mặc dù ở đây bạn thường có thể tìm thấy nó).
Both hypotheses are required. If $f$ has a corner (not differentiable) or a break (not continuous) on the interval, the MVT can fail — there may be no such $c$. Always confirm $f$ is continuous on $[a,b]$ and differentiable on $(a,b)$ before applying it.
For $f(x)=x^2$ on $[1,3]$, find the $c$ guaranteed by the MVT.
- Average rate: $\dfrac{f(3)-f(1)}{3-1}=\dfrac{9-1}{2}=4$.
- $f'(x)=2x$, so set $2c=4\Rightarrow c=2$.
- $c=2$ lies in $(1,3)$ ✓ — there the tangent slope equals the average slope $4$.
The Mean Value Theorem: if $f$ is continuous on $[a,b]$ and differentiable on $(a,b)$, some $c\in(a,b)$ has $f'(c)=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}$ — an instantaneous rate equal to the average rate, i.e. a tangent parallel to the secant. Check the hypotheses, then solve $f'(c)=$ average for $c$.